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玻璃钢制品液压机的关键技术研究









重庆大学硕士学位论文



学生姓名:刘基权
指导教师:于今副教授
专业:机械电子工程
学科门类:工学





重庆大学机械工程学院
二 O 一一年五月
Research about the Key technologies of Fiber
Reinforced Plastic Hydraulic Pressure



A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Degree of Master of Engineering
By
Liu Jiquan

Supervised by Assistant Prof. Yu Jin
Major: Mechatronics


College of Mechanical Engineering of Chongqing
University , Chongqing, China.
May 2011
重庆大学硕士学位论文中文摘要

摘要

片状模塑料(简称 SMC)模压成型工艺是近年来在国内外受到普遍重视的短纤
维增强复合材料成型工艺。因为它具有机械化程度高、生产效率高、产品质量稳
定、生产成本低等优点,所以迅速成为纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastic,
简称 FRP,俗称玻璃钢)行业的一种重要成型工艺。目前,国内从事玻璃钢制品液
压机研究的高校和研究所少之又少,国内企业自主研发的玻璃钢制品专用液压机
更是微乎其微。因此,本论文在参考国内外玻璃钢制品液压机研究的基础上,对
玻璃钢制品液压机进行了较为初步的研究。
首先,论文在查阅大量相关文献的基础上,在理论上分析了玻璃钢模压成型原
理及模压成型工艺,针对玻璃钢模压成型工艺的特殊要求,设计了一套动态调平
—微开模伺服系统,即四角调平系统。论文介绍了四角调平系统的基本结构和工
作原理,借鉴国内外玻璃钢制品液压机的研究成果与相关技术,从玻璃钢模压成
型的工艺要求出发,完成了调平系统结构布局及液压系统设计计算。对比分析了
各种控制方案的优劣,选用高频响比例方向阀为核心控制元件,以双作用单活塞
杆液压缸为执行元件,采用电液比例技术对四个调平缸进行比例位置同步控制,
结合了电气和液压两方面的优点,系统控制性能好,并且便于计算机控制。
其次,论文对四角调平系统的核心部分比例位置同步控制系统的工作原理进行
分析。根据流量连续性方程和力平衡方程,建立了各个环节传递函数形式的数学
模型,推导出整个阀控缸系统的传递函数框图,最后推导出在负载干扰下以比例
阀控制信号为输入,活塞缸位移为输出的主从动两缸系统传递函数框图,并分析
确定了模型中的主要参数值。
再次,论文运用 MATLAB 及其控制工具对四角调平系统进行了仿真。通过对
系统特性曲线研究,分析了影响其控制性能和精度的因素,结合 PID 控制理论,
完成了阀控缸系统的校正,重新得出校正后新系统的特性曲线,响应速度和稳定
性得到了提高,系统性能得到了改善。考虑到四角调平系统对调平精度的严格要
求,用 SIMULIINK 建立校正后系统的仿真模型,对四角调平系统的主动缸与从动
缸的同步偏差进行仿真。仿真结果显示同步偏差影响较小,系统同步精度较高,
满足调平精度要求。
由此可见,电液比例位置同步控制系统的应用研究对提高玻璃钢制品液压机
四角调平系统的控制性能及调平精度具有重要的理论价值和实际工程意义。

关键词:玻璃钢,四角调平,电液比例技术,液压系统,仿真
I
重庆大学硕士学位论文英文摘要

ABSTRACT

As an important process of fiber-posites, sheet pound
(SMC) technology draws a worldwide attention recently. Because it's high degree of
mechanization, high production efficiency, steady product quality, low cost, it quickly
es an important molding process in the fiber-reinforced plastic (R