Entwurf einer flachheitsbasierten Vorsteuerung fur die induktive Erwarmung beim Thixoforming

Christian Fleck; Alexander Schonbohm

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Entwurf einer flachheitsbasierten Vorsteuerung fur die induktive Erwarmung beim Thixoforming

机译：触变成形中基于平面度的感应加热先导控制设计

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Thixoforming ist ein neuartiges Formgebungsverfahren, das es im Vergleich zu klassischen Formgebungsverfahren ermoglicht, Bauteile mit hoheren Festigkeitswerten und komplexeren Bauformen zu fertigen. Dazu wird die Werkstofflegierung in einem teilflussigen Zustand verarbeitet, d. h. das Werkstuck wird so erwarmt, dass es sich innerhalb des Liquidus-Solidus-Intervalls seiner Legierung befindet und der Werkstoff teilweise aufschmilzt. Die Erwarmung muss moglichst schnell erfolgen, ohne dabei die Randbereiche des Werkstucks zu uberhitzen. Da im industriellen Einsatz, in Ermangelung einer geeigneten Temperaturmesstechnik, gesteuerte Anlagen uberwiegen, wird in diesem Beitrag eine Methode vorgestellt, die auf der Theorie der Flachheit von Systemen mit verteilten Parametern basiert und mit der geeignete Steuertrajektorien fur die induktive Erwarmung von Aluminiumbolzen berechnet werden konnen. Dazu wird zunachst die das System beschreibende partielle Differentialgleichung vorgestellt und davon ausgehend ein flacher Ausgang des Systems im Zeitbereich bestimmt. Mithilfe des flachen Ausgangs wird eine geeignete Steuertrajektorie fur die Stellgrosse des Systems berechnet, mittels derer die Temperatur der Billetmitte einem gegebenen Zeitverlauf folgt. Anhand von numerischen Simulationen wird der Erfolg der vorgestellten Methode diskutiert.

机译：触变成型是一种新型的成型工艺，与经典的成型工艺相比，它可以制造具有更高强度值和更复杂设计的组件。为此目的，将材料合金以部分液态，即以液态加工。 H。加热工件，使其处于其合金的液相线-固相线区间内，并且材料部分熔化。加热必须尽快进行，而不会使工件的边缘区域过热。与工业用途一样，在缺乏合适的温度测量技术的情况下，受控系统占主导地位，在此文献中提出了一种方法，该方法基于具有分布参数的系统的平坦性理论，并可以计算出用于铝坯料感应加热的合适控制轨迹。为此，首先提出描述系统的偏微分方程，并以此为基础确定时域中系统的平坦输出。在平面输出的帮助下，针对系统的控制变量计算出合适的控制轨迹，通过该轨迹，坯料中心的温度遵循给定的时间过程。在数值模拟的基础上讨论了该方法的成功之处。

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来源
《Automatisierungstechnik: Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik》 |2004年第9期|共8页
作者
Christian Fleck; Alexander Schonbohm;
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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 ger
中图分类自动控制理论;
关键词
Flachheit; Partielle Differentialgleichung; Induktive Erwarmung; Warmeleitung; Steuerung; Flatness; PDE; Inductive heating; Heat transfer; Open-loop control;

机译：平面度;偏微分方程;感应加热;导热;控制;平面度;PDE;感应加热;传热;开环控制;

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