板帶軋機(jī)電動及液壓壓下聯(lián)合控制系統(tǒng).pdf

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1、八CdUe『Ill學(xué)術(shù)板帶軋機(jī)電動及液壓壓下聯(lián)合控制系統(tǒng)中鋼集團(tuán)西安重機(jī)有限公司一靳懿＼同國慶＼劉德福摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展汽車、電子等行業(yè)對板帶鋼材的質(zhì)量要求越來越高。厚度是板帶材最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，厚度自動控制AGC控制性能的優(yōu)劣將直接影響軋制產(chǎn)品的質(zhì)量。本文對該軋機(jī)采取的改造方案為電動壓下和液壓壓下聯(lián)合控制板厚，由電動壓下進(jìn)行輥縫粗調(diào)，液壓壓下系統(tǒng)負(fù)責(zé)輥縫精調(diào)。1板帶軋機(jī)厚度控制理論特別是在大功率工況下，液壓AGC與電動AGC制系統(tǒng)模型，圖5為在MATLAB中建立的仿真模11，影響軋制產(chǎn)品厚度的因素相比，上述優(yōu)點(diǎn)的體現(xiàn)尤為

2、明顯。型。軋制過程中，影響軋制產(chǎn)品厚度的因素很2．2．4．液壓AGC裝置均采用標(biāo)準(zhǔn)液壓元多，根據(jù)彈跳方程，生產(chǎn)實際中影響軋制產(chǎn)品件，結(jié)構(gòu)簡單，使繁雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)得以簡化，’厚度的因素主要如下：更能節(jié)約成本。．『季1．1．1．軋機(jī)的機(jī)械裝置和液壓裝置3．基于AMESIM和MATLAB的HAPC仿真在軋機(jī)加工裝配過程中，零部件之問的誤研究圈5模糊PID控制電液伺服位置系統(tǒng)差對軋機(jī)的剛度和空載輥縫造成直接影響，從3．1．電液伺服位置仿真模型建立Simu1ink模型而使得軋制產(chǎn)品的厚度偏離目標(biāo)值。軋機(jī)開始根據(jù)液壓壓下伺服系統(tǒng)的物理模型特點(diǎn)，Simulink模型及參數(shù)準(zhǔn)

3、備好之后，點(diǎn)擊運(yùn)運(yùn)作之后，其零部件會發(fā)生變形或扭曲，這都在AMESIM環(huán)境下構(gòu)造其機(jī)械液壓模型，具體行按鈕，則系統(tǒng)開始運(yùn)行，進(jìn)行仿真。會改變軋機(jī)輥縫的大小和形狀。一般情況，軋步驟如下所述：3．2．仿真結(jié)果與分析機(jī)的剛度越大，軋機(jī)的彈跳量越小，輥縫的變3．1．1．建立系統(tǒng)模型：首先選擇AMESIM當(dāng)空載時，液壓缸位移的變化就是輥縫的化程度和軋制產(chǎn)品厚度偏差都越小，產(chǎn)I}l1尺寸的“繪圖模式”，根據(jù)軋機(jī)液壓壓下系統(tǒng)的變化，取輸入階躍信號rin：O．15mm，模糊PID精度就越高。實際物理模型，搭建好液壓壓下系統(tǒng)框架如控制和常規(guī)PID控制階躍跟蹤曲線如下圖6．1．

4、1．2．軋件的來料特性圖3所示。利用AMESIM能夠?qū)崿F(xiàn)與MATLAB／厚度不均、硬度變化、截面變化、平直度Simulink進(jìn)行聯(lián)合仿真的接口，在已經(jīng)搭建好變化等來料特性會對軋制生產(chǎn)過程中的軋制力的液壓壓下模型中搭建進(jìn)行聯(lián)合仿真控制模塊。大小和輥縫值變化產(chǎn)生一定影響。當(dāng)影響因素下圖4所示為接口圖標(biāo)的設(shè)置界面。已知，而來料特性未知，這就難以滿足軋制產(chǎn)3．1．2．選擇系統(tǒng)子模型：根據(jù)實際需要，品的厚度要求，此時，只有軋機(jī)的厚度Fj動控對系統(tǒng)中各個模塊選擇合適的子模型并進(jìn)行儲制系統(tǒng)才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。存。圖6模糊PID控制和傳統(tǒng)PID控制階躍1．1．3．軋機(jī)的控制

5、系統(tǒng)3．L3．設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)：根據(jù)實際設(shè)置系統(tǒng)響應(yīng)曲線軋機(jī)的控制系統(tǒng)分為軋機(jī)硬件設(shè)備和控制的參數(shù)，進(jìn)行聯(lián)合仿真時使用這一步驟生成的S由仿真結(jié)果圖7可以得到：模糊PID控模型。限制軋機(jī)厚度控制精度的硬件因素主要函數(shù)。制效果明顯優(yōu)于常規(guī)PID，常規(guī)PID超調(diào)量為有計算機(jī)的速度與精度、傳感器的精度與穩(wěn)定3．1．4．運(yùn)行系統(tǒng)：點(diǎn)擊菜單“Tools”中的37％，而模糊PID無超調(diào)，無振蕩，上升時間性等?！皊tartMATLAB”選項，這時系統(tǒng)的AhIESIM物比較快。與常規(guī)PID控制相比，模糊PID系2．板帶軋機(jī)壓下控制系統(tǒng)理模型被MATLAB軟件當(dāng)作一個普通的S函數(shù)，

6、統(tǒng)響應(yīng)快，穩(wěn)態(tài)誤差小，能夠有效改善系統(tǒng)的2．1．電動壓下自動控制系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)液壓壓下系統(tǒng)的聯(lián)合仿真。動態(tài)性能，得到比較滿意的控制效果。2．2．液壓壓下控制傳統(tǒng)電動AGC存在很多問題，比如響應(yīng)速‘度慢、調(diào)節(jié)精度差、壓下效率低等。此案待會蕊的軋機(jī)一般都采用液壓壓下控制方式或者電液固崎警相結(jié)合的控制方式。液壓壓下控制系統(tǒng)可以根據(jù)軋制實際情況改變，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)，從而保3液壓AGC位置閉環(huán)系統(tǒng)模型證軋制產(chǎn)品的厚度保持不變。其優(yōu)點(diǎn)主要有以圖7加入干擾信號后模糊PID控制和傳統(tǒng)下幾點(diǎn)：一PID控制階躍響應(yīng)曲線2．2．1．液壓AGC的響應(yīng)速度快，調(diào)整精度由于電液伺

7、服控制系統(tǒng)是典型的非線性系高。統(tǒng)，存在時變性、不確定性、外界干擾以及多2．2．2．液壓AGC的過載保護(hù)簡單可靠。種外界因素等的影響，采用傳統(tǒng)PID算法時，2．2．3．液壓AGC的體積小、重量輕，具有圖4聯(lián)合仿真模型難以選擇控制參數(shù)，系統(tǒng)存在抗擾能力低、超慣性低、工作平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，在功率相同的情況下，接著上節(jié)的步驟在~TLAB環(huán)境中完成控調(diào)量大等缺點(diǎn)；試驗結(jié)果表明該模糊PID自中國機(jī)械MachineChina249廠、U、一、，●_I●、-，學(xué)術(shù)動厚度控制系統(tǒng)，能使厚度控制偏差快速接近參考文獻(xiàn)：[2]楊安，歐陽奇．軋機(jī)液壓AGC系統(tǒng)建目標(biāo)值，大大提高了厚度控制精

8、度，既保留了[1]彭燕華，劉安平現(xiàn)代熱連軋自動模與仿