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线性摩擦焊机施力系统模糊控制方法研究
杜随更,于龙岐,杨春强, 李娜娜
西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室, 陕西西安
摘要:线性摩擦焊接作为一种先进的焊接方式,在国外已经得到了较成熟的应用, 目前国内正处于研发状态;线性摩擦焊机施力系
统的闭环控制通常采用算法,在控制过程中参数恒定,对压力信号突变过程控制效果不理想,影响焊接质量;在分析模糊
算法的基础上,将其应用于线性摩擦焊机施力系统的闭环控制,针对不同系数对控制结果的影响, 制定了有效的模糊规则和参数确定方
法;经实验测试,模糊在稳态精度、调整时间和最大偏移量方面,较传统控制方法都有了很大的改善,适用于线性摩擦焊机施力系
统的闭环控制。
关键词:线性摩擦焊机;模糊;压力控制
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引言算法进行研究,确定适合本系统的控制规则, 以改善闭环控制
性能。
线性摩擦焊接技术作为新一代航空发动机制造
的一项关键技术,在国外少数发达国家已经得到了较为成熟的常规控制在线性摩擦焊机中的应用
应用。在国内, 近年来随着高推比航空发动机对整体叶盘的线性摩擦焊机滑台电液伺服系统可实现对滑台压力和速度
迫切需要,线性摩擦焊接作为航空发动机整体叶盘制造和维修的控制,该伺服系统主要由伺服放大器、电液伺服阀、压力传
的一项关键技术,受到了我国航空部门的重视。西北工业大感器和伺服油缸等部分组成。该系统闭环压力控制原理是:指
学在教育部“”建设项目支持下, 自主研制了一台线性摩令装置发出电压信号,在与压力传感器采回的压力信号进行
擦焊接设备。该线性摩擦焊机采用液压作为滑台轴施力系统和比较并进行运算后将所得结果作为伺服放大器输入,伺服
垂直振动系统的驱动力。国外摩擦焊机施力系统一般采用电液放大器将电压信号转换为电流信号并放大后,输出给电液伺服
伺服控制, 国内也在一些旋转式摩擦焊机上进行过电液伺阀,控制阀芯动作,从而控制伺服油缸前后两腔的压差及活塞
服系统改造,并取得了良好效果。该线性摩擦焊机就是采用运动方向速度。系统对滑台水平压力的闭环控制原理如图
以伺服阀为核心的电液伺服系统控制焊接过程中的滑台轴向压所示。
力包括摩擦压力和顶锻压力。经前期研究所得, 该电液伺服施力常规闭环压力系
本文针对焊接过程的关键量——滑台轴向压力,利用闭环统为二阶惯性加一阶微分环节,且该系统的可控比延迟时
控制程序,在传统数字增量式的基础之上, 对模糊控制问与系统时间常数之比小于.,故本系统采用了比例积分
闭环控制如式。
收稿日期:——; 修回日期:——。
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基金项目:航空科学基金资助项目。△“一一一

作者简介:杜随更一,男,山西运城人,博士,教授,博士研
式中, 表示离散化的当前采样时刻的误差值, 一
究生导师,主要从事摩擦焊接技术及机电液一体化方向的研究。
表示前一个采样时刻的误差值,并令一—
于龙岐一,男,山东青岛人,硕士研究生,主要从事摩擦焊