柔性伺服电子压力机系统设计与实现

栾树栋

0.引言

在进行机械装配时，零件之间需要采用某种方式进行联接，采用过盈连接的方式连接零件必须要使用准确的装配方法，因此，如何判定装配件的合格性实现在线质量控制是目前需要研究的问题，另外，连接件装配质量受很多因素的影响，过盈联接零件不同、零件的大小与尺寸不同在进行过盈连接装配时会产生不同的特性，这样就会导致应力结构的改变从而起到影響作用。因此，要求加装机具备很高的柔性，从而满足零件的装配要求。

1.柔性伺服电子压力机系统的设计方案

在进行柔性伺服电子压力机系统设计时，控制系统的设计核心有三个方面，一方面是保证柔性化，一方面是确保质量合格，一方面是增加抗干扰能力。柔性化，就是在压装力不同的情况下压装件依然能够具备很好的适应能力。确保质量合格需要在压力机工作的过程中，对相关数据进行实时采集，包括压装力、压装位移，然后和原先设定的数据进行比较从而保障质量。

控制系统的组成部分包括控制计算机（PC）、运动控制卡、串口RS232、伺服驱动系统、丝杠上下限位传感器、压力传感器、编码器、AC伺服电机、数据采集卡、打印机、显示器。十一个部分组成，压力传感器和编码器以及丝杠上下限位传感器会发送数据到数据采集卡上，串口RS232和数据采集卡相互传递，与控制计算机相互连接，具体控制方案如下所示：控制系统中极其重要的部分是操作站，在设计操作站时采用的是控制计算机即PC，然后充分运用运动控制卡的数据采集能力，对压装力以及压装位移实现准确的收集，在数据收集完成之后会按照程序实行处理工作，之后进行A/D转换，再将转换完成的数据上传至运动控制卡，路过串口RS232以及控制计算机进行通讯，在PC的内部实现数据处理，处理软件是LabVIEW。通过I/O口，PC能够启动控制系统，也能够终止控制系统。

2.柔性伺服电子压力机系统的实现方法

在设计方案完成之后，如何实现对柔性伺服电子压力机系统的控制是一个重要的研究内容，因为不管是何种控制系统，其受控系统都不是绝对的，因此，提出对柔性伺服电子压力机系统的控制策略是非常具有必要性的。

在控制策略上，主要有五种控制方法，即PID控制、抗变换控制、模糊控制、自适应控制、人工神经网络控制。PID控制目前在工业领域的运用较多，其抗变换性佳、可靠性高，并且极易进行调节，在算法上也比较简单。抗变换控制也就是经常说的鲁棒控制，应用这一控制方法要充分运用到空间状态模型，将其频率设计方法当作根本依据，能够却保障控制对象的稳定，防止过多的被外界所干扰，抗变换性控制主要方法有两种，一种是代数方法，主要研究的是状态矩阵，还可以通过研究特征多项式的方式；一种是频域的方法，主要研究的是系统的传递函数。模糊控制的出现比较早，主要解决的问题是控制系统的不确定性，近些年来，相关研究人员不断的更新和改进，在抗变换性以及稳定性上有了很大的进步。自适应控制可以分为两种方式，一种是模型参考的方式，一种是自校正的方式，这两控制措施都比较适合在控制模型较慢、外界干扰较小的情况下使用。人工神经网络控制目前是较为先进的系统控制方法，主要利用的是人的大脑结构以及相关的经验，这种方式具备较好的学习能力，在非线性系统以及很难进行建模的系统当中，是非常有必要进行采用的。

实际上，柔性伺服电子压力机系统属于一种十分典型的非线性控制系统，PID控制、抗变换控制、模糊控制、自适应控制以及人工神经网络控制中，每一种控制策略单独拿出来都无法做到完全适用于柔性伺服电子压力机系统，但是由于每种控制策略的优势不同，可以实现互补，因此，可以充分利用以上五种控制策略的优势建立新的控制策略，这样能够实现优势互补，提升控制系统的工作性能。

3.结语

综上所述，本文对柔性伺服电子压力机系统的设计与实现进行了深入的探究，在本研究中，柔性伺服电子压力机系统在设计时一共有三个设计的核心，一方面是保证柔性化，一方面是确保质量合格，一方面是增加抗干扰能力，针对这三个设计核心，本研究进行了柔性伺服电子压力机系统的总体设计，为了能够实现对整个系统的控制，需要选取合适的控制策略，在现有的PID控制、抗变换控制、模糊控制、自适应控制、人工神经网络控制五种控制方法上进行结合与优化。总体来说，本研究中的柔性伺服电子压力机系统的柔性高、可靠性高，能够提升加工质量，促进工业发展。endprint