反重力鑄造精密控制的關鍵參數(shù)分析及卡爾曼濾波估計.pdf

1、反重力鑄造是一種獲得大型優(yōu)質構件的理想方法，它的一個主要特點是金屬液在壓力作用下結晶和凝固成形，從而提高鑄件的性能和質量?，F(xiàn)有的反重力鑄造的鑄造方法，多強調壓力的控制精度，更多的關注鑄件結晶凝固的過程來保證工藝要求，而由于系統(tǒng)具有非線性特征，對充型的動態(tài)過程研究并不深入。隨著工藝的發(fā)展和小型精密構件在反重力鑄造中的需求，提出了反重力精密鑄造的問題，它要求能夠精確的控制充型動態(tài)過程中的升液速度，由于在高溫熔融的金屬液中速度難以測量，需要我

2、們對其進行控制方法上的研究，來解決充型速度的控制問題。針對這一點，本文主要做了如下工作：
　?。?）從精密控制的角度定性分析整個鑄造澆注過程，針對反重力精密鑄造問題，確立要研究的控制過程和控制對象，對關鍵的控制參數(shù)進行工藝的研究，并給出選擇方法，使整體工藝控制過程順利進行。
　?。?）對反重力鑄造的動態(tài)過程進行了建模分析和實驗驗證，并有此分析得出，由于這一動態(tài)模型是一個復雜的非線性系統(tǒng)，具有滯后性，現(xiàn)行的鑄造控制方法無法對充

3、型速度進行精確的控制。
　　（3）為了適用控制理論，解決反重力精密鑄造的問題，對其控制過程進一步進行了s域的研究，并作線性化處理，得到了反重力鑄造過程的控制描述，同時研究控制方案，可以通過構建狀態(tài)觀測器的方法，由系統(tǒng)輸出（充型壓力）來對狀態(tài)變量（充型速度）進行估計。
　　（4）鑒于卡爾曼濾波方法是一種良好的動態(tài)測量方法，可以對目標進行跟蹤和預測，其估值是最小方差估計，同時考慮到反重力鑄造過程具有眾多噪聲的干擾，采用卡爾曼濾波