全自动倾转式浇注机的浇注过程控制研究

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1、全自动倾转式浇注机的浇注过程控制研究ResearchesonPouringControlsofAutomaticTiltingPouringMachine2014年04月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：马影居砂日·k年6月‘日学位论

2、文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密学位论文作者签名：≥口fp年石月‘日指导教师签名：≥o，够年‘月，

3、日江苏大学硕士学位论文摘要随着我国铸造业生产力的不断发展，对铸造装备自动化水平的要求也越来越高。浇注机作为全自动造型线不可或缺的配套设备，与人工浇注相比，能改善工人的操作环境，提高生产效率。倾转式浇注机是目前铸造车间最为广泛使用的一种，具有操作简单、占地面积小、易于实现同步浇注等优点。然而，国产倾转式浇注设备自动化程度还不高，其浇注过程还需要人工进行控制，这就增加了时间和人力成本。目前，国内对倾转式自动浇注的浇注过程控制研究还不多，迫切需要研究开发出一套能够保证工艺的全自动倾转式浇注控制方案，使其不但能够对所浇注的熔体精确定量，而且还能够满足多品种铸件的浇注需要

4、，且能方便地应用到现场可编程控制器(PLC)。本文以三轴联动倾转式浇注机作为研究对象，首先对倾转浇注过程进行了动态分析和数学建模，对浇注过程方程进行离散化处理，结合PD控制法，设计了依靠角速度来估计流量的反馈控制系统。通过MATLAB软件对反馈系统进行仿真。现场试验结果表明模型准确，但是通过角速度估计流量过分依赖浇包的型腔尺寸，在浇包挂渣或烧损的情况下会导致误差增大。为了克服上述控制方法的缺点，本文设计了金属液液面控制作为补充控制手段，判断浇注是否完成。液面控制包括预浇注、前馈和反馈三个部分，控制器依旧采用PD控制，利用IVC—Stl碰。编程软件对浇口杯内液面高

5、度进行实时监控，通过实时获得的液面高度数据不断调节倾转机构以改变输出，试验结果令人满意。然而，单独依靠液面控制来判定浇注完成，往往使得浇口杯内存在大量剩余铁水。国外最新的浇注机，同时还通过精确重量控制作为补充，使浇注过程控制更加可靠有效。由于试验所用浇注机没有配备称重传感器，本文对浇注过程的称重系统进行了模拟计算，并利用非线性卡尔曼滤波器去除倾转式浇注控制系统中的称重干扰信号。为了方便此种算法应用于现场可编程控制器中，本文对浇注过程状态矩阵进行了简化，利用MATLAB对滤波过程进行了仿真计算，结果表明滤波结果良好，这为将来的精确定量、称重系统的结构设计和浇注系统

6、控制方案打下了一定的理论基础。关键字：铸造，倾转式浇注机，数学建模，流量反馈，液面控制，称重仿真，非线性卡尔曼滤波全自动倾转式浇注机的浇注过程控制研究¨江苏大学硕士学位论文Abstract1

7、Ⅳitllt11edeVelopmentofproductiV时ofCllinesefolllldryi11dug缸y，吐!IedemaIldsofautomaticfoundryequipInentsaremoreaIldmoreu玛ent．Po嘶ngmac№esareiIldispIensablecor011a巧equipmentsofautomaticm01diI培1

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