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在国民经济发展以及国防建设中,锻压设备是不可或缺的重要组成部分。而锻锤作为锻压设备中常用的装置,它具有打击能量大、易于控制、成形工艺性好等优点。随着当今社会中资源的不断稀缺,越来越注重能源的有效使用,因此对锻锤的打击能量精确化的要求也越来越严格。而锻锤工作现场条件恶劣,常见的速度传感器很难长时间有效的监控锻锤锤头的速度,这就给锤头速度检测带来了难题,研究对锻锤锤头速度的实时检测方法,对提高锻锤自动控制水平具有十分重要的意义。 本文主要工作如下: (1)首先介绍了国内外对液压模锻锤以及相应的锤头速度检测方法的研究现状以及发展趋势,并在此基础上简单概述了液压锻锤的结构形式以及工作原理。 (2)根据液压锻锤打击时刻的工作原理,建立了CHK-63型数控全液压锻锤打击阶段的机理模型,在液压锻锤设备上利用相应的传感器测得液压缸下腔压力和锤头位移的同步数据,运用非线性最小二乘法对所建数学模型中难确认的参数值进行了辨识,并利用Matlab/Simulink软件,建立了锻锤的仿真模型,得到了锻锤打击阶段的锤头位移、锤头速度等曲线仿真图,提出了基于机理模型的锤头速度软测量方法。 (3)基于数据驱动的软测量技术,以液压锻锤液压缸下腔压力以及锤头运行时间为辅助变量,锤头位移为主导变量,利用多项式拟合回归的理论,建立了它们之间的软测量模型,分析了液压缸下腔压力、运行时间和锤头位移之间的数学关系,从而为获取不易测得的工程参数提供了一种新方法。 (4)将基于数据驱动得到的液压缸下腔压力、运行时间与锤头位移之间的数学关系应用到锻锤的控制系统中,基于设备自身的PLC和触摸屏设备,实现锻锤锤头速度的检测功能。 本文研究工作为锻锤的打击能量控制提供了直接依据,因此有望实现打击能量的高效使用,进一步提高打击的效率。