超塑性微擠壓成形系統(tǒng)與測控技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、超塑性微擠壓成形系統(tǒng)是用于制備毫米級(jí)和微米級(jí)零件的一種新型微小型機(jī)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有成形溫度低、擠壓力小，成本低，成形制件性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。雖然國內(nèi)外學(xué)者對常規(guī)尺寸超塑性成形技術(shù)進(jìn)行了有意義的研究工作，對微超塑成形也進(jìn)行了探索性研究，但目前還尚無理想的成形系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)微小零件的超塑性成形，因此研究超塑性微成形系統(tǒng)成為當(dāng)前超塑性成形發(fā)展亟待解決的重要問題。 本文對超塑性微擠壓成形系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究

2、，根據(jù)超塑性微小型擠壓系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的功能和技術(shù)指標(biāo)，建立了擠壓系統(tǒng)、機(jī)械本體及傳動(dòng)系統(tǒng)、傳感裝置和控制部分等子系統(tǒng)，完成了超塑性微擠壓系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。 根據(jù)超塑性微小型擠壓系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的功能和技術(shù)指標(biāo)，建立了擠壓系統(tǒng)、機(jī)械本體及傳動(dòng)系統(tǒng)、傳感裝置和控制部分等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了超塑性微擠壓系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。 采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和多功能數(shù)據(jù)采集卡PCI-1710的硬件平臺(tái)，利用快速控制原型的設(shè)計(jì)概念，在MATLAB/Simul

3、ink集成環(huán)境下開發(fā)了溫度、速度、壓力、位移的實(shí)時(shí)控制程序。該方法使復(fù)雜控制算法簡單實(shí)現(xiàn)，大大縮短了實(shí)時(shí)控制程序的開發(fā)周期。 基于超塑性擠壓成形工藝的恒溫要求，本文中控制器通過PWM的方式控制加熱爐的功率，進(jìn)行恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。針對加熱系統(tǒng)的大延遲特性，對多種控制方法進(jìn)行了研究，分別采用了傳統(tǒng)PID控制、PISmith預(yù)估控制、模糊PISmith預(yù)估控制，并進(jìn)行了溫度控制性能的仿真和實(shí)驗(yàn)對比。溫度控制實(shí)驗(yàn)取得了滿意的控制效果。