本文關(guān)鍵詞：全液壓滾切剪比例伺服控制策略及實驗研究

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【摘要】：我國作為世界鋼鐵用量的第一大國，國內(nèi)鋼廠年產(chǎn)量也在日益增加，但是生產(chǎn)質(zhì)量還與國外有一定的差距，這就要求國內(nèi)鋼廠的生產(chǎn)質(zhì)量要從粗獷型向高品質(zhì)型發(fā)展，使得鋼廠必須進行技術(shù)改造，才能滿足鋼鐵質(zhì)量的需求。中厚板生產(chǎn)線上主體設(shè)備有：軋機、矯直機、雙邊剪、定尺剪等。軋機和矯直機的改造目前在國內(nèi)大部分鋼廠已經(jīng)基本完成，對于雙邊剪和定尺剪，基本上還在沿用50~60年代的斜刃剪，為了改變這一現(xiàn)狀，太原科技大學(xué)的科研團隊經(jīng)過幾年的悉心研發(fā)，成功的開發(fā)并向市場推出了多臺全液壓滾切剪。全液壓滾切剪是由兩液壓缸作為動力源帶動上剪刃做近似純滾動剪切，這樣的剪切機構(gòu)可以減少上剪刃與下剪刃之間的相對滑動，使得剪下的料頭無彎曲現(xiàn)象，這種近似純滾動剪切就是未來發(fā)展的方向。其核心控制內(nèi)容就是要求兩液壓缸必須嚴(yán)格按照一定的位置曲線協(xié)同運動才能保證近似純滾動剪切，這也就對液壓滾切剪兩個主缸的位置控制系統(tǒng)及其控制精度提出了更高的要求。 現(xiàn)代軋鋼自動化控制中單臺成套控制系統(tǒng)的控制架構(gòu)和控制策略在全線過程自動化控制中的重要性越來越明顯。如全液壓滾切剪剪切過程中的諸多變量：鋼板厚度、咬入角、摩擦力、液壓油彈性模量、流量系數(shù)、阻尼比等對剪切效果有著很大的影響，這就要求控制系統(tǒng)中所采取的控制策略具有一定自適應(yīng)的能力。然而目前在全液壓滾切剪兩個主缸的位置控制系統(tǒng)中采用的PID控制算法，當(dāng)負(fù)載發(fā)生或上剪刃切入角度發(fā)生一定變化的時候，系統(tǒng)無法去應(yīng)對這種變化，需要人工進行動態(tài)調(diào)整，影響了生產(chǎn)效率。 以太原科技大學(xué)為紹興某鋼廠設(shè)計的全液壓滾切剪為背景，首先對液壓滾切剪的機械、液壓原理進行了分析，對電液比例伺服控制部分進行了深入的研究，對控制系統(tǒng)的比例放大器環(huán)節(jié)、比例伺服閥環(huán)節(jié)、負(fù)載環(huán)節(jié)和檢測反饋環(huán)節(jié)建立了數(shù)學(xué)模型，同時對系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù)如速度增益、液壓阻尼比、液壓缸固有頻率、內(nèi)泄漏系數(shù)、液壓油體積彈性模量等做了優(yōu)化分析。其次針對傳統(tǒng)的PID算法以及模糊PID控制器進行了研究并且做了仿真實驗，在此基礎(chǔ)上提出了自適應(yīng)交互PID控制算法，并進行了仿真對比。在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場進行了實際測試，結(jié)果表明新提出的自適應(yīng)交互PID算法，具備一定的自適應(yīng)能力，可以滿足在某些工況改變的情況下自動調(diào)節(jié)參數(shù)使得優(yōu)化后的PID參數(shù)更好的適應(yīng)于滾切剪中的應(yīng)用，從而生產(chǎn)質(zhì)量得到了提高。最后，，利用C++語言開發(fā)出基于自適應(yīng)交互PID算法的控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件。
【關(guān)鍵詞】：全液壓滾切剪 比例伺服 數(shù)學(xué)模型 自適應(yīng)交互 PID 模糊 控制器
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TG333.21;TH137
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景介紹10-11
• 1.2 滾切剪國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 電液比例伺服技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.4 課題的研究目的及意義13-14
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 全液壓滾切剪的組成及控制架構(gòu)設(shè)計16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 全液壓滾切剪運動過程解析16-17
• 2.3 全液壓滾切剪硬件構(gòu)成17-19
• 2.3.1 機械部分17-18
• 2.3.2 液壓部分18-19
• 2.4 全液壓滾切剪控制系統(tǒng)的控制架構(gòu)19-23
• 2.4.1 控制系統(tǒng)架構(gòu)組成19-21
• 2.4.2 全液壓滾切剪控制系統(tǒng)架構(gòu)21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 電液比例伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模24-36
• 3.1 引言24
• 3.2 電液比例伺服控制技術(shù)原理24-25
• 3.3 電液比例伺服系統(tǒng)各環(huán)節(jié)模型建立25-32
• 3.3.1 比例放大器環(huán)節(jié)25-26
• 3.3.2 比例伺服閥環(huán)節(jié)26-28
• 3.3.3 負(fù)載環(huán)節(jié)28-31
• 3.3.4 檢測反饋環(huán)節(jié)31-32
• 3.4 電液比例伺服系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)的分析32-33
• 3.4.1 對速度增益、液壓阻尼比的分析32-33
• 3.4.2 對液壓缸固有頻率、穩(wěn)定性、內(nèi)泄漏系數(shù)的分析33
• 3.4.3 對體積彈性模量的分析33
• 3.5 被控系統(tǒng)的傳遞函數(shù)33-34
• 3.6 本章小結(jié)34-36
• 第四章 電液比例伺服系統(tǒng)的控制策略研究36-54
• 4.1 引言36
• 4.2 PID 控制理論及控制算法設(shè)計36-42
• 4.2.1 數(shù)字 PID 控制算法38-40
• 4.2.2 PID 控制器參數(shù)整定40
• 4.2.3 系統(tǒng)仿真研究40-42
• 4.3 模糊 PID 控制理論及控制算法設(shè)計42-49
• 4.3.1 模糊控制理論及模糊 PID42-44
• 4.3.2 模糊 PID 控制器設(shè)計44-47
• 4.3.3 系統(tǒng)仿真研究47-49
• 4.4 自適應(yīng)交互 PID 控制理論及控制算法設(shè)計49-52
• 4.4.1 自適應(yīng)交互算法49-50
• 4.4.2 自適應(yīng)交互 PID 控制器設(shè)計50-51
• 4.4.3 系統(tǒng)仿真研究51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 電液比例伺服系統(tǒng)的軟件設(shè)計及實驗分析54-70
• 5.1 引言54
• 5.2 全液壓滾切剪電液比例伺服系統(tǒng)的軟件設(shè)計54-60
• 5.2.1 客戶端軟件開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)54-57
• 5.2.2 客戶端軟件開發(fā)57-60
• 5.3 全液壓滾切剪控制系統(tǒng)實驗研究60-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 總結(jié)70
• 6.2 展望70-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄78-80
• 個人簡介及聯(lián)系方式80-81

【參考文獻】

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本文編號：977661