Modeling, Analysis and Control of Hydraulic Actuator for Forging

این کتاب روش‌های مدل‌سازی بار را برای قطعات کار پیچیده و آهنگری‌های دسته‌ای توصیف می‌کند و مدل‌سازی تحلیلی و روش‌های مدل‌سازی مبتنی بر داده را برای فرآیندهای آهنگری پیچیده شناخته شده و ناشناخته نشان می‌دهد. این کاستی‌های فعلی رویکردهای مدل‌سازی، تحلیل و کنترل را برطرف می‌کند و مشارکت‌هایی را در سه حوزه اصلی ارائه می‌کند: در اول، چندین رویکرد مدل‌سازی جدید پیشنهاد شده‌اند: یک روش مدل‌سازی فرآیند/شکل-تجزیه برای کمک به تخمین نیروی تغییر شکل. یک ماشین یادگیری احتمالی آنلاین برای مدل‌سازی فرآیندهای جعل دسته‌ای. و چندین روش شناسایی و مدل سازی مبتنی بر داده برای فرآیندهای آهنگری ناشناخته تحت شرایط کاری مختلف. ناحیه دوم روش های تحلیل دینامیکی مبتنی بر مدل را برای استخراج شرایط پایداری و خزش توسعه می دهد. در نهایت، چندین روش کنترل هوشمند جدید برای فرآیندهای آهنگری پیچیده پیشنهاد شده است.

یکی از جدی ترین مشکلات در شکل دهی آهنگری شامل شرایط، سرعت و موقعیت نادرست آهنگری است که توسط محرک هیدرولیک به دلیل پیچیدگی هر دو ارائه می شود. فرآیند تغییر شکل قطعه کار فلزی و فرآیند حرکت محرک هیدرولیک. این کتاب نقاط ضعف فعلی رویکردهای مدل‌سازی، تحلیل و کنترل را خلاصه می‌کند. به شرح زیر خلاصه می‌شوند: الف) با رویکردهای مدل‌سازی کنونی، مدل‌سازی فرآیندهای آهنگری پیچیده با پارامترهای ناشناخته دشوار است، زیرا آنها فقط دینامیک را در مناطق کاری محلی مدل‌سازی می‌کنند، اما به طور موثر سیستم‌های غیرخطی ناشناخته را در مناطق کاری متعدد مدل‌سازی نمی‌کنند. علاوه بر این، آنها فرآیند جعل دسته ای را در نظر نمی گیرند، چه رسد به مدل سازی توزیع آن. ب) تمام مطالعات آنالیز دینامیکی قبلی سیستم آهنگری را برای داشتن یک نوسان فشار تک فرکانس ساده می کند و از تأثیر نیروی بار غیر خطی غفلت می کند. علاوه بر این، آنها نمی توانند معادله جریان را در هر دو سوپاپ و سیلندر در نظر بگیرند. ج) روش‌های کنترل مرسوم فقط نیروی تغییر شکل خطی را در نظر می‌گیرند و به تغییرات ناگهانی و همگام‌سازی حرکت برای سیستم چند سیلندر توجهی نمی‌کنند، و آنها را برای فرآیندهای آهنگری پیچیده و غیرخطی با تغییر زمان که در معرض تغییرات ناگهانی قرار دارند، کمتر موثر می‌سازد.

This book describes load modeling approaches for complex work pieces and batch forgings, and demonstrates analytical modeling and data-driven modeling approaches for known and unknown complex forging processes. It overcomes the current shortcomings of modeling, analysis and control approaches, presenting contributions in three major areas: In the first, several novel modeling approaches are proposed: a process/shape-decomposition modeling method to help estimate the deformation force; an online probabilistic learning machine for the modeling of batch forging processes; and several data-driven identification and modeling approaches for unknown forging processes under different work conditions. The second area develops model-based dynamic analysis methods to derive the conditions of stability and creep. Lastly, several novel intelligent control methods are proposed for complex forging processes.

One of the most serious problems in forging forming involves the inaccurate forging conditions, velocity and position offered by the hydraulic actuator due to the complexity of both the deformation process of the metal work piece and the motion process of the hydraulic actuator. The book summarizes the current weaknesses of modeling, analysis and control approaches. are summarized as follows: a) With the current modeling approaches it is difficult to model complex forging processes with unknown parameters, as they only model the dynamics in local working areas but do not effectively model unknown nonlinear systems across multiple working areas; further, they do not take the batch forging process into account, let alone its distribution modeling. b) All previous dynamic analysis studies simplify the forging system to having a single-frequency pressure fluctuation and neglect the influences of non-linear load force. Further, they fail to take the flow equation in both valves and cylinders into account. c) Conventional control approaches only consider the linear deformation force and pay no attention to sudden changes and the motion synchronization for the multi-cylinder system, making them less effective for complex, nonlinear time-varying forging processes subject to sudden changes.