基于快速傅立叶变换的轧辊偏心补偿控制

该文提出了基于快速傅立叶变换的轧辊偏心补偿控制的解决方案,论述了用快速傅立叶变换法提取液压AGC系统轧辊偏心基波信号的方法,并以此信号为依据,控制轧机的压下系统,实现对轧辊偏心的有效补偿,在实际应用中取得了很好的效果.     

板带轧机AGC系统非线性参激振动机理研究

在考虑轧辊与轧件间的摩擦力、弹性力和轧辊偏心力的基础上,建立了板带轧机自动厚度控制系统(AGC)非线性参激振动模型,用多尺度法求解了振动系统在主参数共振情况下的一阶近似解,给出了振子的频率响应方程,用数值方法研究了定常解的稳定性,并应用最大Lyapunov指数和Poincare映射方法分析了轧辊偏心角频率对AGC系统非线性参激共振的影响.     

AGC系统负载变化补偿的自适应控制

针对轧机厚度自动控制(Automatic Gauge Control,简称AGC)系统的负载在轧制过程中的时变特性,运用了负载变化补偿自适应控制策略.并采用MATLAB软件的SIMULINK模块对2030系列轧机的AGC系统进行动态特性仿真分析,将传统的电液伺服反馈控制与新设计系统做比较,仿真研究结果表明,设计的自适应AGC系统负载变化时响应更快,且具有更好的动态调节性能.     

离散辅助闭环在轧辊偏心补偿中应用的仿真研究

在板带轧机液压板厚自动控制系统中,扰动补偿控制是控制系统中的一个重要组成部分。扰动控制基本是开环控制,补偿效果难以准确保证。轧辊偏心补偿通常是在计算得到轧辊偏心量后,通过扰动控制进行补偿。轧辊偏心是一个周期量,如果投入的计算补偿量幅值或相位偏差较大,将会补偿一个错误量,有可能恶化产品厚差精度。该文根据闭环控制基本原理,在进行轧辊偏心补偿时,构建出一个辅助的闭环系统,根据计算或检测得到的相位,通过从离散存取矩阵中读取对应的偏心补偿量进行补偿,并根据控制期望值、实际输出值及原偏心补偿量对厚度的补偿影响量计算出补偿偏差,经辅助闭环控制器计算出修正偏心补偿量,代替原离散存取矩阵中对应相位处的偏心补偿量,实现对偏心补偿量的滚动优化,从而改善补偿效果,进而提高补偿精度。通过不同工况下的仿真运行曲线显示了离散辅助闭环控制在轧辊偏心补偿应用中的可行性,为轧辊偏心补偿提供了一种有效的新途径。     

基于离散辅助闭环的轧辊偏心补偿法

利用闭环控制原理,构建了一个辅助的闭环系统,提出了基于离散辅助闭环的轧辊偏心补偿法。在进行轧辊偏心补偿时,根据计算或检测得到的相位,通过从离散存取矩阵中读取对应的偏心补偿量进行补偿;根据控制期望值、实际输出值及原偏心补偿量对厚度的补偿影响量计算出补偿偏差,经辅助闭环控制器计算出修正偏心补偿量,并用修正偏心补偿量代替离散存取矩阵中对应相位处的原偏心补偿量,实现对偏心补偿量的滚动优化,从而改善补偿效果,提高补偿精度。通过在生产的轧机上分别使用常规偏心补偿法和基于离散辅助闭环的轧辊偏心补偿法在相同工况下厚控效果的对比,验证了基于离散辅助闭环的轧辊偏心补偿法比常规偏心补偿法更为有效、可靠。     

功率分流式液压机械无级恒转速驱动器设计

在功率分流的基础上,采用机械传动和液压传动并联的形式设计一种应用于大功率风力发电的液压机械无级恒转速驱动器,建立其机械结构模型和液压调速系统模型,进行转速特性分析,并推导出了其动态传动比。采取非对称饱和增量式PID控制策略,使得传动比随着系统输入的变化而自动无级的进行调节,从而保证驱动系统恒转速输出,系统输出带动永磁同步发电机进行恒速恒频发电。利用仿真软件Adams和AMESim对其进行联合仿真,结果表明,液压机械无级恒转速驱动器可以实现很好的调节,同时也具有很高的效率,且始终保持在90%以上。同时为液压机械无级恒转速驱动器的工程应用提供了一定的理论参考。     

RBF网络在轧辊偏心补偿中的应用研究

将RBF网络引入轧机中轧辊的偏心补偿系统中.给出了实现偏心补偿控制的系统结构框图.介绍了RBF网络线性层权值的训练算法--递推最小二乘法,及中心向量的动态递推算法.仿真结果表明了该算法可用于在线控制.     

基于微分进化的MFFT轧辊偏心诊断技术

针对FFT对轧辊偏心信号分析的局限性,提出了基于微分进化的MFFT方法。论述了方法的基本思想、实现过程及其关键步骤。通过仿真实验表明,基于微分进化的MFFT方法可以较好地分析当采样持续时间不是信号周期整数倍时的轧辊偏心信号。以某五机架冷连轧机为研究对象,应用基于微分进化的MFFT方法实现对轧辊偏心的诊断,结果表明:在该五机架连轧机中,第1架轧机的轧辊偏心因素、末架轧机的轧辊偏心因素及热轧前钢坯上的水印因素,是造成末架轧机轧制力波动的主要原因。该诊断方法可以为轧辊偏心的定性分析与在线控制及补偿提供可靠的依据。     

VC轧辊的承载特性研究

对控制压力与轧制力共同作用下的VC(variable crown)轧辊的承载特性进行了研究。基于所开发的VC轧辊系统,分析了辊缝形状和辊缝凸度与轧制力及控制压力的关系,提出了临界最大控制轧制力的概念。研究结果表明:当轧制力小于轧辊系统的最大临界控制轧制力时,其板形控制能力优于同规格的实心平辊;当控制压力较大且轧制力较小时,轧辊系统可以实现零凸度或负凸度的负载辊缝。     

轧机自动位置控制停车系统ADRC控制器设计

在考虑轧辊与轧件间的阻尼力、弹性力和轧辊偏心力的基础上,建立了一个轧机自动位置控制(APC)停车系统的非线性模型,对其动力学特性分析表明该系统具有混沌特性。针对此系统具有非线性、变参数的特点,采用自抗扰控制(ADRC)方法设计二阶ADRC控制器,并在不确定性环境下进行仿真研究。结果表明:ADRC控制器对于系统出现的混沌和大负载干扰具有理想的鲁棒能力,其控制过程快速、平滑,稳态精度高。     

新热轧带钢卷取机踏步式电液伺服系统动态特性研究

针对带钢热连轧卷取机踏步控制电液伺服系统的工作原理、组成及动作过程进行阐述,为使系统满足卷取过程中动态响应要求,提出压力—位移双闭环控制方式,建立压力—位移双闭环控制电液伺服系统仿真模型,并进行数字仿真,准确计算出了助卷辊踏步轨迹及液压缸压力变化规律。为设计、制造卷取机助卷辊电液伺服系统及其现场调试提供依据,为进一步研究发展卷取机助卷辊踏步控制技术奠定了一定的理论基础。     

板材充液拉深动态加载系统开发与应用

液室压力和压边力加载路径是充液拉深工艺中决定零件成形质量的关键工艺参数。针对传统被动加压方式加载路径单一,液室压力较低,不能满足复杂结构零件和高强度材料的成形要求,提出采用闭环控制技术实时调节液室压力和压边力的动态加载方式。设计可控压边和高压增压系统,并应用基于上、下位机的检测控制系统实时调节凸模速度、压边力和液室压力满足设定的工艺参数。在动态加载系统上进行异型结构不锈钢零件的充液拉深试验,动态加载路径下试验件一次整体成形,且表面质量好,贴模精度高。结果表明,充液拉深动态加载系统能够实现复杂加载轨迹和局部高压,适用于复杂结构和高强度材料零件的成形制造。     

带钢冷轧闭环反馈控制最优化算法程序开发

基于多变量最优化控制的带钢闭环反馈控制模型能够充分利用弯辊和轧辊倾斜等平直度控制机构对板形偏差进行控制。闭环反馈控制的目的是使带钢实测板形与目标板形一致,闭环反馈最优化算法程序能充分利用输入信息,全面考虑多个执行机构对板形的作用,避免各控制之间的相互影响,它是该模型准确计算板形调节量的关键。为了实现自主建立带钢冷轧生产线,对某厂1 700 mm四机架四辊冷连轧机第四机架闭环反馈控制进行深入研究,根据对偶法采用C语言开发出基于多变量最优化闭环反馈计算程序并将其嵌入到可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)中,开发出自主的基于多变量最优化闭环反馈控制模块。由该模块计算的闭环反馈平直度执行机构调节量与采用Matlab工具箱Quadprog函数计算结果一致,计算精度高。     

轧件塑性系数的计算方法及其误差分析

在冷轧薄带钢和带钢平整时,轧件的塑性系数的准确性直接关系到控制系统的稳定性和带钢成品的质量。根据压力AGC控制系统的原理,得出了轧件塑性系数的计算公式,并将该公式与根据辊缝变化量和压力变化量之间的关系推导出的塑性系数的计算公式进行误差大小的比较,证明了由AGC参数方程得出的轧件塑性系数的计算精度较一般方法高,并经实验证实了理论分析的正确性。     

Computer simulation of dynamic characteristics of tandem cold rolling process

A computer simulation program that can analyze the dynamic behaviors of tandem cold rolling process without laborious experiments in actual mill was developed. By using this simulation program, the stability and accuracy of strip thickness control system were evaluated for various disturbance such as hot band gage, roll eccentricity, and deformation resistance of hot rolled strip. Herein the simulation program was described, and the results of simulation on feedback and feed-forward Automatic Gage Control were quoted as examples showing the effects of analysis on dynamic characteristics.     

热连轧机磁栅尺结构的模型参数辩识

应用系统辨识技术,采用受控自回归(auto egressive exogeneous,简称ARX)模型结构和Matl ab系统 辨识工具箱,辨识了热连轧机辊缝位移传感器的动力学模型参数,建立了该传感器结构的动态 数学模型。系统的输入和输出数据分别为同步记录的轧机相应位置的振动加速度信号,ARX 模型的参数估计采用最小二乘估计法(LSCE),辨识模型的拟合度达到7948％。 辨识结果表明,传感器外壳圆盘结构的刚度和阻尼太小,对轧机垂直振动系统的 影响严重,说明其结构设计不合理,需要进行结构动力学修改。     

旋压机液压伺服系统位置压力复合控制研究

通过研究大直径薄壁管旋压机旋轮的压下控制,提出对液压系统采取位置闭环控制为主、压力闭环控制为辅的复合控制策略。液压缸与负载接触时,压力传感器将采集到的动态压力通过压力-位移转换模块反馈到系统的输入端,同时位移传感器的输出也作用于系统的输入端。首先建立了旋压机液压伺服系统位置-压力控制数学模型,然后利用AMESim软件进行仿真分析,验证该控制方式的可行性。结果表明:利用该控制方法不仅实现了压力、位置之间的实时测量、转换与调整,同时提高了大直径薄壁管旋压机液压伺服系统的响应速度、位置精度。