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铝合金以其独特的性能在航空、航天、汽车、船舶、轨道交通等行业领域的应用越来越广泛,而针对铝合金的焊接技术也在不断发展和革新。搅拌摩擦焊作为一种新兴固相焊接技术,在铝合金等轻质合金的焊接中得到青睐,使得铝合金的焊接工艺和质量有了很大的提高。搅拌摩擦焊技术的出现推动了工业制造业的进步和发展。搅拌摩擦焊接技术从诞生至今,已经发展成为在铝合金结构制造中可以替代传统熔焊技术的新型技术;这项焊接技术在铝合金构建焊接制造中,已经展示出显著的技术和经济效益。搅拌摩擦焊接技术和传统熔焊技术相比,搅拌摩擦焊接技术有一些独特的特点,根除了传统熔焊产生的气孔、裂纹等缺陷、降低了焊接变形等,而正是这些技术特点才使得搅拌摩擦焊接技术在很短的时间内完成了从发明到工业化应用的历程,显示出逐渐取代传统焊接技术的趋势。 本文在分析了国内外搅拌摩擦焊技术发展现状的基础上,根据其工作原理和要求,设计了主轴液压伺服系统以分别实现实时位置控制和力控制,并且对液压伺服系统的关键液压元器件进行了计算和选型。根据液压系统流量连续方程和力平衡方程,分析搅拌头Z向受力情况,计算得出系统弹簧负载,建立各个环节传递函数式的数学模型,推导出整个阀控缸系统的位置控制和力控制的传递函数框图,并分析确定了模型中的主要参数。 最后对不同工况下的位置控制模型和力控制模型分别在模糊PID控制器和普通PID控制器校正下进行了仿真和特性分析。通过仿真分析发现,模糊PID控制和普通PID控制都能实现对系统的优化和校正,控制结果都能达到控制要求,为后续的调试运行提供了一定的理论依据和参考。但从仿真结果上看,模糊PID控制不论是在响应时间、控制精度还是抗干扰能力方面都优于普通PID控制。