1.本发明属于锻造液压机的速度控制领域，具体涉及一种锻造液压机的速度自适应控制方法及系统。
背景技术：
2.锻造液压机隶属于“高档数控机床和机器人”，在国民经济和国防安全中起着重要的保障作用。由锻造液压机所生产的直接可广泛应用于航空航天、核电、新能源汽车和船舶等重要领域。随着我国锻造工艺水平的提高，其对锻造设备的智能化水平和工艺精度也提出了更高的要求，因此，建立一种锻造液压机的速度自适应控制方法及系统，实现锻造工艺速度的精准控制显得十分重要。
技术实现要素：
3.本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种锻造液压机的速度自适应控制方法及系统，首先，在装备调试阶段确定基础的速度pid参数；然后，在装备投产运行过程中通过遗传算法修正和优化各类产品的速度pid参数；最后，经过长期运行后得到各类产品的自适应参数库，系统可根据工艺参数自动匹配pid参数从而是锻造工艺速度控制更为精准。
4.本发明的第一目的是提供一种锻造液压机的速度自适应控制方法，包括：s1、在装备调试阶段，选择典型速度的分段调节，通过离散pid控制算法进行闭环控制，并确定不同速度段的基础工作速度pid参数：、和；s2、在装备投产运行阶段，根据不同锻造液压机在生产不同材质制件时的抗力，同一个制件的不同火次的工作速度，进行pid参数的自动整定。
5.优选地，s2具体为：步骤一、计算p、i和d参数；；；；其中：表示各类模具名称在不同速度下的p参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算p参数；α表示p参数的自适应项系数；表示各类模具名称在不同速度下的i参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算i参数；β表示i参数的自适应项系数；表示各类模具名称在不同速度下的d参数；表示各类模具名称在
不同速度下的遗传算法计算d参数；γ表示d参数的自适应项系数；步骤二、对、和进行编码；参数编码范围为;参数编码范围为；参数编码范围为；、和用三个长度为10位的二进制编码串表示，从而组成一个长度为30位的二进制编码串，中间10位为二进制编码串，最后10位为二进制编码串；步骤三、建立速度控制评价函数：；其中，t1表示峰值时间，t2表示调节时间，s表示超调量，e表示稳态误差，以上四个参数为每次锻造液压机实时速度相关的计算值，a表示峰值时间系数，b表示调节时间系数，c表示超调量系数，d表示稳态误差系数，以上四个参数为调试设置固定值；步骤四、在装备的每次工作过程中进行一次遗传算法的运算，选择运算采用比例选择算子，互换运算采用单点互换算子，变异运算采用基本位变异算子，设置遗传算法的如下参数：种群大小，终止进化代数，互换概率般，变异概率；步骤五、对、和参数编码和初始化种群后，根据锻造液压机的工作参数和速度评价函数计算每一个体的适应度，如未满足终止条件则进行遗传操作更新种群，如满足终止条件则进行参数解码并完成参数优化。
6.本发明的第二目的是提供一种锻造液压机的速度自适应控制系统，包括：调试模块：在装备调试阶段，选择典型速度的分段调节，通过离散pid控制算法进行闭环控制，并确定不同速度段的基础工作速度pid参数：、和；运行模块：在装备投产运行阶段，根据不同锻造液压机在生产不同材质制件时的抗力，同一个制件的不同火次的工作速度，进行pid参数的自动整定。
7.优选地，运行模块的实现过程为：步骤一、计算p、i和d参数；；；；其中：表示各类模具名称在不同速度下的p参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算p参数；α表示p参数的自适应项系数；表示各类模具名称在不
同速度下的i参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算i参数；β表示i参数的自适应项系数；表示各类模具名称在不同速度下的d参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算d参数；γ表示d参数的自适应项系数；步骤二、对、和进行编码；参数编码范围为；参数编码范围为；参数编码范围为；、和用三个长度为10位的二进制编码串表示，从而组成一个长度为30位的二进制编码串，中间10位为二进制编码串，最后10位为二进制编码串；步骤三、建立速度控制评价函数：；其中，t1表示峰值时间，t2表示调节时间，s表示超调量，e表示稳态误差，以上四个参数为每次锻造液压机实时速度相关的计算值，a表示峰值时间系数，b表示调节时间系数，c表示超调量系数，d表示稳态误差系数，以上四个参数为调试设置固定值；步骤四、在装备的每次工作过程中进行一次遗传算法的运算，选择运算采用比例选择算子，互换运算采用单点互换算子，变异运算采用基本位变异算子，设置遗传算法的如下参数：种群大小，终止进化代数，互换概率般，变异概率；步骤五、对、和参数编码和初始化种群后，根据锻造液压机的工作参数和速度评价函数计算每一个体的适应度，如未满足终止条件则进行遗传操作更新种群，如满足终止条件则进行参数解码并完成参数优化。
8.本发明具有的优点和积极效果是：一、由于不同锻造液压机在生产钛合金、高温合金、粉末合金和铝合金制件时的抗力不同，同一个制件的不同火次的工作速度也不尽相同，在调试阶段无法对每种制件的每段工作速度完全验证，本发明在装备投产阶段不断进行pid参数的自动整定，实现了速度的自适应控制。
9.二、本发明提出在装备的调试阶段给出pid参数的初始值，并采用遗传算法针对不同的模具名称以及不同的压制速度给出了不同的优化pid参数，增加了系统的鲁棒性和准确性。
附图说明
10.图1为本发明优选实施例的流程示意图。
具体实施方式
11.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图
详细说明如下：下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
12.请参阅图1。
13.一种锻造液压机的速度自适应控制方法，首先，在装备调试阶段确定基础的速度pid参数；然后，在装备投产运行过程中通过遗传算法修正和优化各类产品的速度pid参数；最后，经过长期运行后得到各类产品的自适应参数库，系统可根据工艺参数自动匹配pid参数从而是锻造工艺速度控制更为精准。
14.其中，第二步和第三步具体包含如下步骤：一、在装备调试阶段，选择典型速度的分段调节，控制系统通过离散pid控制算法进行闭环控制，并确定不同速度段的基础工作速度pid参数、和。
15.二、在装备投产运行阶段，由于不同锻造液压机在生产钛合金、高温合金、粉末合金和铝合金制件时的抗力不同，同一个制件的不同火次的工作速度也不尽相同，在调试阶段无法对每种制件的每段工作速度完全验证，因此需要进行pid参数的自动整定。
16.本文根据模具名称（对应不同材质的制件）和火次（对应不同的压制速度），实行pid参数的自动整定。步骤如下：步骤一、p、i和d参数的计算。
17.；表示各类模具名称在不同速度下的p参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算p参数；α表示p参数的自适应项系数（调试工程师设定值，一般取5%至20%）。
18.；表示各类模具名称在不同速度下的i参数。
19.表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算i参数。
20.β表示i参数的自适应项系数（调试工程师设定值，一般取5%至20%）。
21.；表示各类模具名称在不同速度下的d参数。
22.表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算d参数。
23.γ表示d参数的自适应项系数（调试工程师设定值，一般取5%至20%）。
24.步骤二、、和的编码方法。
25.参数编码范围为；参数编码范围为；参数编码范围为；参数取作为编码的最大值，作为编码的最小值。
26.参数取作为编码的最大值，作为编码的最小值。
27.参数取作为编码的最大值，作为编码的最小值。
28.、和用三个长度为10位的二进制编码串表示，从而组成一个长度为30位的二进制编码串，即30位的二进制编码串的前10位为二进制编码串，中间10位为二进制编码串，最后10位为二进制编码串。
29.步骤三、速度控制评价函数表达式：；其中，t1表示峰值时间，t2表示调节时间，s表示超调量，e表示稳态误差，以上四个参数为每次锻造液压机实时速度相关的计算值。a表示峰值时间系数，b表示调节时间系数，c表示超调量系数，d表示稳态误差系数，以上四个参数为调试人员的设置固定值。
30.步骤四、在装备的每次工作过程中进行一次遗传算法的运算。选择运算采用比例选择算子，互换运算采用单点互换算子，变异运算采用基本位变异算子。遗传算法的参数：种群大小取60，终止进化代数取100，互换概率般取0.5，变异概率取0.05。
31.步骤五、对、和参数编码和初始化种群后，根据锻造液压机的工作参数和速度评价函数计算每一个体的适应度，如未满足终止条件则进行遗传操作更新种群，如满足终止条件则进行参数解码并完成参数优化。
32.一种锻造液压机的速度自适应控制系统，包括：调试模块：在装备调试阶段，选择典型速度的分段调节，通过离散pid控制算法进行闭环控制，并确定不同速度段的基础工作速度pid参数：、和；运行模块：在装备投产运行阶段，根据不同锻造液压机在生产不同材质制件时的抗力，同一个制件的不同火次的工作速度，进行pid参数的自动整定。
33.其中，运行模块的实现过程为：步骤一、p、i和d参数的计算：；表示各类模具名称在不同速度下的p参数；表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算p参数；
α表示p参数的自适应项系数（调试工程师设定值，一般取5%至20%）。
34.；表示各类模具名称在不同速度下的i参数。
35.表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算i参数。
36.β表示i参数的自适应项系数（调试工程师设定值，一般取5%至20%）。
37.；表示各类模具名称在不同速度下的d参数。
38.表示各类模具名称在不同速度下的遗传算法计算d参数。
39.γ表示d参数的自适应项系数（调试工程师设定值，一般取5%至20%）。
40.步骤二、、和的编码方法。
41.参数编码范围为；参数编码范围为；参数编码范围为；参数取作为编码的最大值，作为编码的最小值。
42.参数取作为编码的最大值，作为编码的最小值。
43.参数取作为编码的最大值，作为编码的最小值。
44.、和用三个长度为10位的二进制编码串表示，从而组成一个长度为30位的二进制编码串，即30位的二进制编码串的前10位为二进制编码串，中间10位为二进制编码串，最后10位为二进制编码串。
45.步骤三、速度控制评价函数表达式：；其中，t1表示峰值时间，t2表示调节时间，s表示超调量，e表示稳态误差，以上四个参数为每次锻造液压机实时速度相关的计算值。a表示峰值时间系数，b表示调节时间系数，c表示超调量系数，d表示稳态误差系数，以上四个参数为调试人员的设置固定值。
46.步骤四、在装备的每次工作过程中进行一次遗传算法的运算。选择运算采用比例选择算子，互换运算采用单点互换算子，变异运算采用基本位变异算子。遗传算法的参数：种群大小取60，终止进化代数取100，互换概率取0.5，变异概率取0.05。
47.步骤五、对、和参数编码和初始化种群后，根据锻造液压机的工作参数
和速度评价函数计算每一个体的适应度，如未满足终止条件则进行遗传操作更新种群，如满足终止条件则进行参数解码并完成参数优化。
48.以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。