本發明涉及金屬成型機床控制，具體涉及一種新能源汽車零部件的鍛造加工方法及其溫度調控方法。
背景技術：
1、新能源汽車的動力系統、動力電池及其相應的機械零部件，因其輕量化、高強度和高性能的需求，促使鍛造加工技術在其零部件制造中的重要性日益增加；在鍛造過程中，溫度調控是確保零部件質量和性能的關鍵因素。適當的鍛造溫度不僅影響材料的塑性和成型性，還直接影響零部件的微觀組織和力學性能；通過精確控制鍛造溫度，可以有效提高產品的強度、韌性和疲勞壽命，進而保證新能源汽車的整體性能和安全性。
2、現有的鍛造加工金屬成型中，對于鍛造溫度的控制依賴于傳統的操作方法中的加熱升溫及經驗保溫過程，其通過單一傳感器對鍛造過程中的溫度進行監測，無法實時對鍛造加工過程的溫度進行全面、實時的監控，溫度出現較大波動情況下無法及時調整，進而產生頻繁的加熱升溫及經驗保溫過程，溫度始終處于持續的波動中，嚴重影響新能源汽車零部件的鍛造加工質量；同時經驗保溫過程缺乏智能化和實時反饋的自動調節機制，使得鍛造過程容易受到人為因素的干擾，而影響加工質量的穩定性。
技術實現思路
1、本發明提供一種新能源汽車零部件的鍛造加工方法及其溫度調控方法，以解決現有的鍛造加工過程中頻繁調整溫度會影響加工質量的問題，所采用的技術方案具體如下：
2、本發明提出了一種新能源汽車零部件的鍛造加工溫度調控方法，該方法包括以下步驟：
3、獲取零部件鍛造加工過程若干時刻的零部件表面溫度數據、機床壓力數據、零部件應力數據及環境風速數據；
4、獲取若干監測時段；分析零部件表面溫度數據的變化趨勢下降情況，結合環境風速數據以及零部件表面溫度數據與鍛造溫度范圍的差異，確定各監測時段的零部件鍛造溫度損失率；對鍛造加工過程中零部件表面各位置的應力數據與機床壓力數據進行相似性分析，結合機床壓力數據的整體數值表現，得到各監測時段下零部件表面各位置的加工應力性；
5、基于監測時段的零部件鍛造溫度損失率，以及零部件表面不同位置之間的加工應力性差異，得到各監測時段的加工溫度分布不均勻性；基于監測時段內溫度調節操作前的溫度表現與鍛造溫度范圍的差異，結合加工溫度分布不均勻性，得到各監測時段的溫度變化非平滑度；
6、基于監測時段內零部件表面溫度數據的預測值與實際超出鍛造溫度范圍的時間差異，量化各監測時段的溫控滯后程度；結合溫度變化非平滑度，確定鍛造加工溫度控制系統的響應系數。
7、可選的，所述分析零部件表面溫度數據的變化趨勢下降情況，包括的具體方法為：
8、對于任一監測時段內各時刻的零部件表面溫度數據，將任一時刻的零部件表面溫度數據減去相鄰前一時刻的零部件表面溫度數據得到的差值，與相鄰時刻的時間間隔的比值，作為該時刻的表面溫度變化斜率；
9、獲取該監測時段內表面溫度變化斜率為負值的若干時刻，作為若干下降時刻；將下降時刻在監測時段內所有時刻的數量占比，與監測時段內所有下降時刻的表面溫度變化斜率的絕對值均值的乘積，作為該監測時段的加工溫度下降速率。
10、可選的，所述各監測時段的零部件鍛造溫度損失率，具體的獲取方法為：
11、獲取鍛造溫度范圍；獲取任一監測時段內各時刻的零部件表面溫度數據與鍛造溫度范圍下限的差值絕對值，并對監測時段內所有時刻的差值絕對值獲取均值，作為該監測時段的鍛造溫度下限偏離程度；
12、獲取該監測時段內所有時刻的環境風速數據的均值與所述鍛造溫度下限偏離程度的比值，結合該監測時段的加工溫度下降速率，得到該監測時段的零部件鍛造溫度損失率，所述零部件鍛造溫度損失率與所述比值及所述加工溫度下降速率均呈正相關關系。
13、可選的，所述得到各監測時段下零部件表面各位置的加工應力性，包括的具體方法為：
14、對所有機床壓力數據進行數值化處理，得到各時刻的壓力歸一化值；基于任一監測時段內各時刻的機床壓力數據及任一位置的零部件應力數據，得到該監測時段的壓力擬合曲線及該位置的應力擬合曲線；
15、對所述壓力擬合曲線與所述應力擬合曲線獲取皮爾遜相關系數，將所述皮爾遜相關系數與該監測時段內所有時刻的壓力歸一化值的均值的乘積，作為該監測時段下零部件表面該位置的加工應力性。
16、可選的，所述得到各監測時段的加工溫度分布不均勻性，包括的具體方法為：
17、對于任一監測時段，獲取該監測時段內零部件任意兩個位置之間的加工應力性的差值絕對值，將得到的所有加工應力性的差值絕對值的均值，作為該監測時段的應力差異性；結合該監測時段的零部件鍛造溫度損失率，得到該監測時段的加工溫度分布不均勻性，所述加工溫度分布不均勻性與所述應力差異性及所述零部件鍛造溫度損失率均呈正相關關系。
18、可選的，所述得到各監測時段的溫度變化非平滑度，包括的具體方法為：
19、對于任一監測時段，記錄該監測時段內發生溫度調節操作的時刻，記為若干溫度調節時刻，并記錄各溫度調節時刻的相鄰前一個時刻的零部件表面溫度數據，記為各溫度調節時刻的調節前溫度數據；
20、依據調節前溫度數據超出鍛造溫度范圍上限或下限的情況，得到各溫度調節時刻的溫度偏差程度；
21、將所有溫度調節時刻的溫度偏差程度的均值，與該監測時段的加工溫度分布不均勻性的乘積，作為該監測時段的溫度變化非平滑度。
22、可選的，所述量化各監測時段的溫控滯后程度，包括的具體方法為：
23、對于同一次鍛造加工過程中各監測時段內各時刻，依據各時刻多維度的數據通過卡爾曼濾波得到各時刻的加工預測溫度數據；
24、獲取任一監測時段內第一個零部件表面溫度數據超出鍛造溫度范圍的時刻，記為加工溫度偏離時刻；加工溫度偏離時刻后系統通過溫度調節操作，使零部件表面溫度數據恢復到鍛造溫度范圍中，在恢復完成之后繼續遍歷，并獲取下一個零部件表面溫度數據超出鍛造溫度范圍的時刻，記為加工溫度偏離時刻，以此類推，在該監測時段內獲取若干加工溫度偏離時刻；
25、基于該監測時段內各時刻的加工預測溫度數據，獲取相應的加工溫度偏離時刻，記為若干預測溫度偏離時刻；對預測溫度偏離時刻與加工溫度偏離時刻按照次序值進行匹配，相同次序值的加工溫度偏離時刻與預測溫度偏離時刻作為一組；
26、將該監測時段內任一組的加工溫度偏離時刻減去預測溫度偏離時刻得到的差值，作為該組的溫控滯后時長，將所有組的溫控滯后時長的均值，作為該監測時段的溫控滯后程度。
27、可選的，所述得到各時刻的加工預測溫度數據，包括的具體方法為：
28、對于任一監測時段，獲取該監測時段所處的一次鍛造加工過程中，各時刻的零部件表面溫度數據、機床壓力數據、環境風速數據及各位置的零部件應力數據，同一時刻的多維度數據構成相應時刻的狀態向量；
29、將該監測時段內任一時刻之前所有時刻的狀態向量輸入到卡爾曼濾波中，輸出得到該時刻的預測狀態向量，進而得到該時刻的零部件表面預測溫度數據，作為該時刻的加工預測溫度數據；獲取該監測時段內各時刻的加工預測溫度數據。
30、可選的，所述鍛造加工溫度控制系統的響應系數，具體的獲取方法為：
31、基于當前監測時段所處的鍛造加工過程中各監測時段的溫度變化非平滑度及溫控滯后程度，分別進行歸一化處理，獲取各監測時段的溫度變化非平滑因子及溫控滯后因子；
32、將當前監測時段的溫度變化非平滑因子與溫控滯后因子的乘積，作為鍛造加工溫度控制系統在當前監測時段的響應系數。
33、本發明還提出了一種新能源汽車零部件的鍛造加工方法，該方法包括：
34、鍛造加工數據獲取模塊，用于獲取零部件鍛造加工過程若干時刻的零部件表面溫度數據、機床壓力數據、零部件應力數據及環境風速數據；
35、鍛造加工數據分析模塊，用于獲取若干監測時段；分析零部件表面溫度數據的變化趨勢下降情況，結合環境風速數據以及零部件表面溫度數據與鍛造溫度范圍的差異，確定各監測時段的零部件鍛造溫度損失率；對鍛造加工過程中零部件表面各位置的應力數據與機床壓力數據進行相似性分析，結合機床壓力數據的整體數值表現，得到各監測時段下零部件表面各位置的加工應力性；
36、基于監測時段的零部件鍛造溫度損失率，以及零部件表面不同位置之間的加工應力性差異，得到各監測時段的加工溫度分布不均勻性；基于監測時段內溫度調節操作前的溫度表現與鍛造溫度范圍的差異，結合加工溫度分布不均勻性，得到各監測時段的溫度變化非平滑度；
37、基于監測時段內零部件表面溫度數據的預測值與實際超出鍛造溫度范圍的時間差異，量化各監測時段的溫控滯后程度；結合溫度變化非平滑度，確定鍛造加工溫度控制系統的響應系數；
38、鍛造加工溫度控制模塊，用于通過pid控制器對鍛造加工過程的溫度控制系統進行反饋調節。
39、本發明的有益效果是：本發明通過對一次鍛造加工過程中監測時段內的溫度下降趨勢進行分析，結合環境風速數據產生的空氣對流對于溫度散熱的影響，以及零部件表面溫度數據在鍛造溫度范圍中的分布，量化零部件鍛造溫度損失率，以反映鍛造加工過程中監測時段內的溫度損失情況，則通過分析熱量損失狀態，提前發現鍛造過程的溫度變化情況，同時依據溫度變化對于零部件的應力影響，對零部件各位置進行應力與壓力分析，量化加工應力性，為后續零部件各位置的應力分布均勻情況分析提供基礎；通過分析不同位置的加工應力性差異，結合零部件鍛造溫度損失率，量化鍛造加工過程零部件整體應力分布的不均勻情況，進一步反映零部件的加工溫度分布不均勻性，充分考慮溫度變化及分布不均勻對于應力的影響；并對監測時段內溫度調節前的溫度表現進行分析，其超出鍛造溫度范圍越多，溫度調節操作對于監測時段內溫度變化的波動影響越大，結合溫度分布不均勻性，得到溫度變化非平滑度，反映監測時段內的溫度不穩定變化；基于溫度控制系統對于溫度調節的滯后表現，結合溫度變化非平滑度來獲取溫度控制系統的響應需求，以輸出調整的pid參數對溫度控制系統進行反饋調節，通過實時調整保證零部件在鍛造加工過程中的溫度穩定性，降低人為因素對于鍛造加工過程溫度調節的干擾，提高新能源汽車零部件鍛造加工過程中的穩定性和生產效率。