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    若對活動橫梁的位移曲線進行修正，使其位移、速度和加速度曲線沒有急劇的變化，如圖lb所示位移曲線a、速度曲線b和加速度曲線C，則活動橫梁運動的任何時刻，位移Y，速度y’或加速度Y’均無不連續現象，在頻繁換向條件下，沖擊振動最小，活動橫梁的運動精度最高。因此，在實際控制中應不斷調整控制策略，使活動橫梁的位移曲線為如圖2所示的經過修正的正弦曲線。
通過控制液壓系統中的不同閥組，可以使活動橫梁的行程與時間關系為一條修正了的正弦曲線，

2．1預測型多模式模糊控制
為了進一步提高自由鍛造四柱液壓機技術水平，經多年努力，發展了一種預測型多模式模糊控制技術。該預測型多模式模糊控制系統結構示意圖如圖5所示，由預測機構、Bang．Bang控制器、Fuzzy速度控制器、Fuzzy位置控制器、控制對象及傳感器組成。
根據自由鍛造四柱液壓機工作特點，在大偏差范圍內采用Bang—Bang控制(即開關控制)，在趨向目標點時采用速度控制，在接近目標點時采用位置控制，控制方式的切換時機由預測模型決定。這種控當自由鍛造四柱液壓機工作在不要求精確定位的范圍內，由模糊速度控制器對活動橫梁的速度進行控制，以獲得快速性和平穩性，控制的目標值是活動橫梁的速度。當自由鍛造四柱液壓機工作在要求精確定位的范圍內，由模糊位置控制器對活動橫梁的位置進行控制，以獲得較高的定位精度，控制的目標值是給定的活動橫梁位置。當系統出現大偏差、大擾動時，控制器切換至Bang—Bang控制，以實現對給定值的快速跟蹤。

2．2預測模糊控制器設計
由于計算機向液壓系統發出動作轉換命令后，液壓系統執行機構存在動作滯后，加以活動橫梁的慣性很大，導致出現滯后和超程現象，影響控制特性與控制精度。
傳統模糊控制的方法由于是“事后控制型”算法，在有大滯后現象的控制過程中會產生較強的振蕩，控制效果不理想。為解決這一問題，提出了預測控制，即根據采樣時刻t及前幾步系統輸出的歷史數據，建立系統輸出的下一步預測模型，然后再根據預測輸出值，計算系統誤差變化率的預測值dD和文f)，并由此確定控制器輸出“(f)，實現“提前控制”的思想。
基于GM(1，1)pJ模型的灰色預測方法，依據對歷史數據進行累加生成，建立數據列的預測模型，通過從整體上掌握和預測系統輸出數據列的動態規律和發展趨勢，對系統輸出進行預測。在數據量少及含有各種不定因素影響的情況下，灰色預測方法具有較高的預測精度，能滿足控制要求。該預測算法簡單，實時性強，特別適合電液控制系統的快速預測控制。
自由鍛造四柱液壓機控制系統的灰色預測算法，是采用當前時刻系統輸出的采樣值滅D及采樣時刻之前四步采樣值的歷史數據.
3 實施效果
采用自由鍛造四柱液壓機預測型多模式模糊控制技術，減少了四柱液壓機動作滯后的影響，同時在不同區段采用不同的控制策略，鍛件尺寸控制精度達到士l mm，每分鐘最高鍛造次數達到120次，系統的液壓沖擊和主機振動得到了有效控制，以上指標達到國外同類產品水平。預測型多模式模糊控制技術通過了生產實踐考驗，取得良好的效果，目前已在24套國產8～20MN自由鍛造四柱液壓機組和3套進口自由鍛造四柱液壓機組改造上得到應用，機組由自由鍛造四柱液壓機、操作機、移動砧庫等組成，計算機控制，一人操作，四柱液壓機與操作機能自動聯動。
4結論
(1)通過對自由鍛造四柱液壓機工作特性的研究，提出了自由鍛造四柱液壓機的預測型多模式模糊控制策略。對四柱液壓機的不同區段分別進行模糊速度、位置和Bang．Bang控制，獲得較高的快速性、平穩性和定位精度。
(2)使用預測算法，解決液壓系統執行機構存在的動作滯后和慣性對控制特性與控制精度的影響，解決高壓、大流量、換向頻繁工況下，對大運動慣量部件進行平穩和精確控制的技術難題，實現了自由鍛造四柱液壓機的高速、高精度平穩控制。
(3)應用預測型多模式模糊控制策略，以減少四柱液壓機動作滯后的影響，系統的液壓沖擊和主機振動也得到有效的控制。
如圖2所示。圖2中AB段為速度漸增的緩降段；
BC段接近直線，為速度較高的快速下降段；CD段速度逐漸變小，加壓主要在這一速度段進行；DE段為緩慢加壓直至下停點E；EF段速度較低，以便無沖擊卸壓；FG段為快速回程階段；礎段回程速度漸緩直至上停點何。整個曲線具有快速平緩的特性，表明壓機活動橫梁速度快，沖擊振動小，運動精度高。
從圖2自由鍛造四柱液壓機活動橫梁運動曲線可以看出，在一個運動行程內，上停點日和下停點E有位置控制要求，其中E點的控制精度高，必須準確定位，其他幾點沒有精度控制要求，僅起觸發相應的控制閥組動作的開關作用，并與活動橫梁的位移、速度有關。

2預測型多模式模糊控制
自由鍛造四柱液壓機控制策略須滿足以下要求：
①對大慣量活動橫梁的控制，既要做到快速和平穩，又要控制精度高，無超調。②對鍛造過程和液壓系統出現的外負載干擾不敏感。③根據系統的各種反饋，自動調整控制策略，具有較強的智能。④在每分鐘較高的行程次數下，控制算法應簡單可行，并且實時性強。
為了提高自由鍛造四柱液壓機的快速性和平穩性，通常將主缸及回程缸的進油和排油分開控制，多個執行元件同時作用在活動橫梁這一負載上，是一個多執行機構系統(圖3)。由于負載系統的聯結，各個通道的輸出及控制相互影響，雖然理論上可以求出控制閥組的等效輸入，但必須對各控制閥進行解耦運算，求出單個元件的控制與輸出響應。在實際應用中，還涉及到解耦方式的選取、解耦矩陣的確定以及大量的實時矩陣運算。此外，自由鍛造液壓機液壓控制系統是非線性時變系統，存在較大的參數變化和大時變負載干擾，很難構造出一個完善的控制模型，因而用常規的控制方法難以取得理想效果。根據以上特點，課題組采用了智能控制理論中的模糊控制，1980年課題組在實驗室完成了有關試驗(圖4)，極大地改善了控制效果。但是該模糊控制策略相對簡單，對復雜系統控制效果不理想。
的視場而使得反饋失敗；過小則調節時間過長，而PD控制能夠很好地協調二者的矛盾。
4四柱液壓機結論
f1)在基于圖像的視覺伺服控制中，利用圖像矩作為特征，可以解決傳統的基于特征點等方法中存在的雅可比矩陣奇異性問題，并且由于雅可比矩陣為上三角型，能夠將平移和轉動運動部分解耦，因此簡化了控制器設計。
佗)基于遺傳算法優化的最優PD視覺控制策略能夠獲得比常用的P控制策略更好的綜合動態特性。四柱液壓機通過在微軸孔的精密對準試驗應用本文的算法，驗證了上述的基于圖像矩的視覺伺服控制的有效性，精密對準精度可以達到像素級。
(3)四柱液壓機在試驗中僅考慮物體平面和圖像平面平行時的簡單情況，對于更一般的情況需要進一步研究。