外文翻译--金属板料成型过程控制器的设计 中文.doc

南京理工大学毕业设计(论文)外文资料翻译系部：机械工程系专业：机械工程及自动化姓名：学号：外文出处；ProcessControllerDesignforSheetMetalForming,ProceedingsoftheAmericanControlConference,SanDigeo,CaliforniaJune1999,p192-196附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语：该英文翻译经过几次修改后语句较通顺，语义较正确。基本能正确表达原文的内容，这反映了该生通过本英文翻译基本掌握了科技文献的阅读方法和常用专业词汇的翻译方法，但仍需要加强学习，基本达到了外文资料的翻译目的。签名：年月日美国控制会议论文集圣迪格加利福尼亚六月1999金属板料成型过程控制器的设计Cheng-weiHsuandA.GalipUlsoyMahmoudY.Demeri密歇根大学机械工程与应用力学系福特汽车公司福特研究实验室安艾伯：密歇根48109-2125，美国迪波恩密歇根48121，美国摘要：在加工过程中通过调节压边力可以增加工件的成形性和精确度和更好的重复精度。关于金属板料成形过程控制的应用已有很多的研究。但是，过程控制器的设计还没有彻底解决，因此本文对此进行研究。在无论模型是否确定和鲁棒情况下，采用具有近似反馈动力学的常数比例积分（PI）控制器可获得小的跟踪误差。1概述由于具有高速度和低批量生产成本，金属板料冲压是一种重要制造过程。图1为简单的冲压过程示意图。图1冲压过程示意图基本的组成部分是一个冲头和一套包含拉深边缘的压边圈。冲头拉深板料成型，同时压边圈夹持板料控制流向凹模的金属。一些过程变量如图显示：Fp是冲压力，Fb是压边力，Fr是坯料约束力。冲压零件良好的质量（如无撕裂，无起皱和高的尺寸精度）对于避免装配和最终产品性能出现问题很重要。冲压过程的重复精度（如零件间的尺寸变化）也会影响到后续的批量装配生产。新材料的使用也带来了新的挑战。例如，轻质材料（如铝）的使用可根本减轻汽车的重量从而更好的节省油耗。但是，铝材降低了成型性并生产更大的回弹。对于流入凹模处材料的控制是保证零件的高质量和重复精度的关键。以往研究表明在拉深过程中采用变压边力对于改进成形性，减少回弹和得到好的工件重复精度。一种变压边力应用的策略（如过程控制）如图2所示。图2是金属板材成型中的过程控制在该策略中，通过控制压边力按照事先设定好的轨迹（如冲头的力-位移曲线）控制一个可测的过程变量（如冲力）。相似的方法在文献【5，6，7】中有所报道。最近对于金属板成型的研究又得出以下结论：1.零件质量的一致性可以通过反馈跟踪特性来提高。2.更高的质量可以通过选择参考的冲压力轨迹来得到。意识到一个糟糕的过程控制器是不能很好的保证跟踪性能结果也不能保证零件质量和重复精度是非常重要的。很明显，过程控制器在反馈控制系统中起着重要的作用，因此需要进一步的研究。过程控制器在金属板材成型过程中的重要细节还没有完全确定，尤其，从控制的角度。制造金属板材成型的控制器已经说明了9。Hsuetal。10最近提出了利用一次线性动力学模型在实验中捕捉加工过程力的变化的观点。比例积分控制已经被用在金属板成形和控制器部分。这种应用一定程度上是由它的特点和误差决定的。比例积分控制的优点是，好的控制器它能取得好的跟踪效果。但是，不能保持好的持久性。然而，差的控制器能得到好的持久性。但是，不能得到好的可跟踪特性。当金属板材成型加工更多用于非直线时，很难使比例积分控制器和压边圈系统保持一致的好的表现。Hsuetal8研究说明连续比例积分控制反馈表现（PIF）虽然PIF控制在干燥情况下工作很好，它在润滑良好情况下工作会产生一个大的压边力。这个研究的目的是为了系统地发展能使金属板材成形保持更好的跟踪效果的过程。一个连续得到PI过程控制的，金属板材逆动力学学的成型学说将要被提出。第一要求是关于非直线力学模型，为了非边界成型10将要被开发去得到相近逆动力学，这是关于表面跟踪的。为获得更好的重复精度，PI控制器将要被设计去保证表面好的跟踪效果，无论模型是否确定和鲁棒。数字模拟将会证明控制器的能力。2系统化的过程控制设计下图3是关于带逆动力学的恒增益PI过程控制器框图。Plant块指的是真正冲压过程的或者是它的过程模型。Fpd是参考的冲压力轨迹，Pb是提供给Plant的压边力，Fb也是Plant产生的冲压力。过程控制器的系统化开发有以下几个要求：图3用逆动力学获得PI控制的框图1.过程控制设计器的金属板材（例如“板料”）建模。2.设计过程控制器（逆动力学和比例积分）。3.通过模拟实验来调整和修正过程控制器表现。4.通过最后结果调整并修改过程控制器的表现。过程控制器的调整和验证在本文将不加以说明。21金属板料成型建模U形件成型过程模型可以用以下一次非线性动力学公式所表示：此外（Fb）和（Fb）是CD增益和时间常数，这可以从恒压边力实验得到。