冷連軋機(jī)軋制力伺服控制系統(tǒng)的仿真

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1、1450冷連軋機(jī)軋制力伺服控制系統(tǒng)的仿真項(xiàng)目匯報(bào)書1450冷連軋機(jī)軋制力伺服控制系統(tǒng)仿真分析班級(jí)：機(jī)電控制工程三班成員：指導(dǎo)教師：張偉、艾超日期：2013年7月9日目錄一、緒論---------------------1二、伺服缸設(shè)計(jì)、元件選型-------2三、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立----------5四、仿真模型------------------8五、系統(tǒng)特性分析---------------11六、心得與收獲----------------14七、參考文獻(xiàn)-----------------15一、緒論1.1冷連軋

2、機(jī)發(fā)展?fàn)顩r近年來,工業(yè)生產(chǎn)對(duì)冷軋薄板的需求量越來越大,對(duì)成品質(zhì)量的要求也越來越高。厚度偏差Λ是冷軋板帶最重要的尺寸精度指標(biāo)之一，Λ影響板帶厚度精度的主要因素有:來料本身性能變化所引起的厚度波動(dòng),如熱軋板帶厚度、硬度發(fā)生變化;軋機(jī)厚度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)各設(shè)定參數(shù)發(fā)生變化,如輥縫值、機(jī)架間張力、軋輥轉(zhuǎn)速等Λ冷連軋生產(chǎn)的連續(xù)性和復(fù)雜性,使在實(shí)際軋機(jī)上研究上述各因素對(duì)厚度精度的影響不僅十分困難而且費(fèi)用昂貴,因此,研究高精度的冷連軋過程動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。由于軋機(jī)自動(dòng)化水平及對(duì)板帶材的質(zhì)量要求越來越高，對(duì)軋機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控

3、制系統(tǒng)的性能要求也越來越高。目前，液壓技術(shù)的應(yīng)用程度和水平，已成為冶金設(shè)備水平高低的一項(xiàng)重要指標(biāo)。1.2發(fā)展趨勢(shì)在連軋工藝發(fā)展過程中，軋制過程模型研究一直為鋼鐵研究企業(yè)所重視，由于軋制內(nèi)部機(jī)理十分復(fù)雜，目前對(duì)數(shù)學(xué)模型研究多集中在軋機(jī)體系模型，分析軋制過程中某一因素對(duì)厚度的影響，如張力、軋輥?zhàn)冃蔚?，所建的模型缺乏全面、完整性。因此建立一個(gè)全面、完整、正確的機(jī)電一體化軋制模型，進(jìn)行軋機(jī)體系在軋制過程中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)研究是目前的研究趨勢(shì)。1.3伺服過程分析壓下力控制簡(jiǎn)圖如下11450冷軋機(jī)軋制力伺服控制系統(tǒng)中，以力作為被調(diào)量，

4、該系統(tǒng)主要由力控制器，電液伺服閥，液壓缸，壓力傳感器等組成。當(dāng)指令裝置發(fā)出的指令電壓信號(hào)作用于系統(tǒng)時(shí)，液壓缸便有輸出力，該力由力傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)換為反饋電壓信號(hào)，與指令電壓信號(hào)相比較，得到偏差電壓信號(hào)。此偏差信號(hào)經(jīng)力控制器放大后輸入到伺服閥，使伺服閥產(chǎn)生負(fù)載壓差作用于液壓缸活塞上，使輸出力向減小誤差的方向變化，直至輸出力等于指令信號(hào)所規(guī)定的值為止。在穩(wěn)態(tài)情況時(shí)，輸出力與偏差信號(hào)成比例。二、伺服缸參數(shù)設(shè)計(jì)、元件選型每個(gè)壓下缸按照動(dòng)能相等的原理進(jìn)行質(zhì)量和剛度的計(jì)算:m=20t,k=5?109N。最大壓下速度V1=5，返程最大

5、速度V2=152.22.21液壓缸的設(shè)計(jì)2活塞面積：設(shè)活塞桿的面積A2=其中A1為活塞的面積根據(jù)液壓力平衡，可列出P1A1=P2(A1-A2)+Fmax得出A1=0.3055m2≈0.32m2，從而得出活塞的直徑d1=640mm,活塞桿直徑d2=0.85?640=590mm等效體積Vt=0.32?0.03=0.0096m32.22伺服閥的選擇2.221閥的流量、頻率計(jì)算選擇液壓閥主要依據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量來確定，本系統(tǒng)的工作壓力在25MPa。最大流量：Qmax=vmax?A1=5?10-3?π4?0.642=

6、1.61?10-3m3=96.5伺服閥的供油壓力Ps=1.5PLmax=1.5?25=37.5Mpa1Ps=12.5Mpa3我國(guó)規(guī)定伺服閥的額定流量指在空載條件下閥的輸出流量值；而國(guó)外，額定流量通常指負(fù)載壓降為7MPa及額定電流下，伺服閥的輸出流量。伺服閥的流量規(guī)格為閥壓降?Ps='Q0M=96.5?.5=72.2L/min考慮系統(tǒng)的泄露等，將伺服閥流量增大30%，則伺服閥的額定流量為Qom=72.2?130%=96.6選閥D661--120L/min2.222伺服閥選擇的注意事項(xiàng)除了流量規(guī)格之外，還應(yīng)考慮以

7、下因素：31）流量增益的線性要好，壓力靈敏度大，但對(duì)力控制系統(tǒng)要求壓力靈敏度較低為好；2）不靈敏度、溫度和壓力零漂盡量小，泄露較??；3）伺服閥的頻寬應(yīng)滿足系統(tǒng)要求；4）考慮對(duì)污染的敏感性、是否加顫振信號(hào)、可靠性、價(jià)格的考慮。2.223伺服閥的選定根據(jù)數(shù)據(jù)和上圖采用MOOG-D661電反饋三級(jí)電液伺服閥，其主閥4芯位置采用位移傳感器進(jìn)行電反饋，內(nèi)置式電子放大器對(duì)閥芯位移進(jìn)行閉環(huán)控制。閥的基本參數(shù)如下：額定流量Qm：120最大供油壓力：31.5Mpa適用溫度：-20到1200C此閥適用于高頻響液壓控制系統(tǒng)，如電液位置，速

8、度，壓力，力控制系統(tǒng)。2.3傳感器的選定壓力傳感器是HDA3700系列壓力傳感器，采用不銹鋼膜片上的薄層DMS技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)?？傉`差0.5%；壓力范圍6至600bar；信號(hào)輸出4-20mA或0-20mA或1-10V；受溫度變化影響極小。壓力和電信號(hào)的轉(zhuǎn)化由傳感器核心部件檢測(cè)體和放大電路完成，壓力信號(hào)輸出采用0-10V