基于LabVIEW的连铸结晶器振动监控系统

提出了一种基于LabVIEW的连铸结晶器振动监控系统设计方案,介绍了系统总体设计方案,给出了虚拟面板、结晶器振动波形生成及振动位移采集等控制模块的设计方法。该系统采用PXI-6143同步数据采集板卡实现振动数据的采集,经上位机LabVIEW软件处理后,由PXI-6722输出板卡实现控制信号的输出。由于采用虚拟仪器技术,简化了系统设计,提高了集成度。实验室调试结果验证了该方案的可行性和实用性。     

变距双滑块曲柄驱动结晶器非正弦波形及参数

针对现有液压驱动的连铸机结晶器非正弦振动技术同步性较差、伺服缸偷停和维修量大,以及机械驱动的连铸机结晶器振动装置非正弦振动振幅和特有的波形偏斜率在线不可调的问题,研究开发一种新型的变距双滑块曲柄驱动结晶器非正弦振动发生装置。该装置与以往机械式驱动的非正弦振动发生装置不同,随着变距δ的变化波形函数振幅A和偏斜率也随之变化,实现了结晶器非正弦振动的波形偏斜率、振幅和振动频率均能在线可调,为拉坯速度和振动参数的精确同步控制创造了条件。实现的波形更加符合连铸结晶器振动的机理,在上升期具有较小且较恒定的上升速度,在下降期具有较大的负滑脱速度和较小的负滑脱时间,有利于提高铸坯质量和拉坯速度。驱动装置尺寸小、波形调节简单,投资少,特别便于现有连铸机改造,是一种较理想的连铸机结晶器振动发生装置。     

连铸结晶器非正弦振动装置建模与固有特性分析

为实现机械系统驱动的结晶器非正弦振动波形偏斜率的在线调节,设计出一种双伺服电机驱动的结晶器非正弦振动装置。阐述其工作原理,建立三维模型并进行运 动学仿真;建立扭转-平移耦合动力学模型,推导其动力学方程。研究表明,非正弦振动系统的质量矩阵是常量,刚度矩阵、阻尼矩阵随时间周期性变化。最后,基于瞬时机构凝固法,分析了系统偏心轴的转角、振幅、构件惯性参数及刚度对其固有频率的影响。     

五连杆式结晶器非正弦液压振动的波形

通过收集各种非正弦振动波形图并进行理论分析,对五连杆结晶器最佳振动波形提出要求,并研究了各种非正弦振动波形的特点、基本参数范围.最后建议采用德马克波形和傅立叶波形.     

连铸结晶器新型非正弦振动波形函数的开发

结晶器非正弦振动可以获得较短的负滑动时间、较长的正滑动时间,有助于减小铸坯表面振痕,增加保护渣消耗,提高铸坯表面质量。但非正弦振动的加速度大,增大了振动的惯性力,降低了结晶器运动的平稳性。针对此问题,构造了一种新型结晶器振动波形函数,将加速度作为确定波形函数的一个影响因素,通过给定加速度控制波形函数的具体形式,可以保证良好的波形动力学特性。在恒定的加速度下,通过增大波形偏斜率,可缩短负滑动时间,延长正滑动时间,增强振动的非正弦特性,而不影响结晶器振动平稳性;同时可以通过减小振动加速度来缩短负滑动时间。该波形函数光滑连续,不会产生刚性和柔性冲击,具有良好的动力学特性。     

构造结晶器非正弦振动波形函数的方法

提出了两种构造结晶器非正弦振动波形函数的方法。所构造的两种波形函数均用于液压伺服系统驱动的结晶器振动试验装置,效果良好。     

连铸结晶器振动位移系统中非线性处理

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统中偏心轴转角与结晶器振动位移间的非线性周期函数问题,提出了一种非线性处理算法,即通过建立偏心轴转角误差与结晶器振动位移之间的映射关系,来保证电机转角与结晶器振动位移非线性关系逆解的唯一性,从而减小控制器设计的复杂性和非线性环节对控制性能的影响。为验证所提算法的有效性,设计了连铸结晶器振动位移系统PID控制器,并通过仿真和试验验证了所提方法的有效性。     

双偏心驱动结晶器非正弦振动波形及工艺参数研究

针对连铸结晶器构造了一种新型非正弦振动波形函数,给出了采用机械驱动实现此非正弦振动的方案;对此波形函数及实现方案的优越性进行了分析,给出了波形偏斜率的合理取值范围及负滑动时间、负滑动率、负滑动量、正滑动时间、最大相对速度差等多个工艺参数的计算方法,绘制了多工艺参数等值曲线,为拉速-频率同步控制模型的建立及实际生产应用提供参考。     

连铸结晶器非正弦振动波形构造及参数研究

基于最佳振动模式特点构造出连铸结晶器非正弦振动波形，分析了波形动力学特性，给出振动过程参数表达式，讨论了振动基本参数选取原则和确定方法，确定了1．8m／min拉速下振动基本参数值。研究表明，振动波形函数易于工程实现，波形动力学性能良好，振动波形和过程参数解析式为基本参数优化和提高控制精度创造了条件，振动基本参数的选取和确定为最大限度地发挥连铸机潜能提供了指导。     

基于预测控制理论的连铸结晶器振动监控系统设计

在预测控制的算法机理上给出了结晶器振动系统的预测模型，并在此基础上进一步介绍了基于预测控制理论的结晶器振动监控系统程序的设计方法。     

连铸结晶器非正弦振动系统模糊神经网络跟踪控制

针对结晶器非正弦振动液压伺服系统参数易变、模型不确定这一特点，对模型未知的系统用神经网络模型逼近，并采用改进的递阶遗传算法对神经网络的权值和结构同时进行训练，实现系统模型的精确辨识；将模糊控制与神经网络相结合，提出一种模糊神经网络控制方法，实现连铸结晶器非正弦振动系统的跟踪控制。仿真验证了该方案能提高非正弦振动系统跟踪控制性能和鲁棒性，且易于工程实现。     

变论域模糊控制器及其应用研究

连铸机结晶器振动波形具有多变、非正弦振动特点,该装置采用电液伺服驱动控制精度高、响应速度快,模糊控制在电液伺服控制系统的应用已经成为一个研究热点。重点研究变论域模糊控制器关键问题———伸缩因子的构造,通过对伸缩因子的严密性证明,保证其适用性,并且结合计算机仿真验证算法的有效性。     

结晶器振动状态在线检测系统的研制

根据板坯连铸机结晶器的特点,设计并实现了结晶器振动状态在线检测系统。系统实现了三维振动动画模型仿真、振动频率辨识与计算、振动相位计算、振动幅值及偏差计算和相关工艺参数计算。在炼钢厂现场应用表明,系统的软硬件设计满足工业现场的使用要求,能精确地测量结晶器的振动幅值、频率、相位和相关工艺参数,为结晶器的安全生产提供了科学的依据,有较好的工程应用价值。     

连铸机结晶器振动液压系统优化设计

根据连铸机结晶器振动液压系统的工作原理,对结晶器振动常见故障进行了分析,并提出了解决方法。     

椭圆齿轮驱动的结晶器低频共振分析

生产实践中,一些连铸机每次开浇,从起步拉速向工作拉速的升速过程中,在结晶器振动频率远低于振动系统自然频率的情况下,就发生较为剧烈的共振现象,导致钢液液面抖动,严重的还造成漏钢等生产事故.针对这一现象,建立椭圆齿轮驱动的结晶器非正弦振动系统扭振模型,推导动力学方程,讨论该系统发生低频共振的原因及其影响因素.所建模型能够为解决结晶器振动平稳性问题,更好地应用该振动装置打下基础.     

空间非圆齿轮双侧同步驱动板坯结晶器非正弦振动的研究

针对液压式板坯结晶器驱动系统投资高昂、控制复杂、双缸同步性差等问题,提出了由空间非圆齿轮组成的两点连接、同步输出的板坯结晶器非正弦驱动系统。以新型空间非圆齿轮副为变速比传动机构,与偏心轴连杆一起合成结晶器的非正弦振动速度;建立了给定传动比下,波状面齿轮副的节曲线封闭条件和数学模型,并以此为基础,构建出振动波形具有匀速段特征的空间非圆齿轮节曲线;最后通过仿真计算,说明了根据给定非正弦波形设计非正弦驱动系统的流程。与其他形式的非正弦驱动系统相比,该系统不需伺服控制,且同步性能好,成本低,具有推广价值。     

永磁同步电动机驱动的结晶器非正弦振动

在分析德马克非正弦产生机理基础上,开发了一种由永磁同步电动机(PMSM)驱动的结晶器非正弦振动发生装置,构造了其电控系统,可实现波形偏斜率的在线可调,推导了德马克非正弦波形偏斜率的解析解,波形仿真验证了该装置的正确性.     

基于参数优化的连铸结晶器振动位移系统 复合控制研究

本文以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移控制系统为研究对象,针对系统工艺控制中要求伺服电机转速单方向、变 角速度转动,同时考虑系统控制器参数的选取大多依靠经验等问题,提出了一种基于前馈控制与参数优化的 PID 反馈控制相结 合的复合跟踪控制策略。 首先,根据伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统特性,建立了伺服电机输出转速与振动位移之间 的近似数学模型。 其次,针对伺服电机单方向转动工艺约束条件,确定结晶器振动位移系统以转速补偿作为前馈控制器,保证 系统控制器输出大于零. 再次,针对振动位移系统控制器参数大多依靠经验选取的问题,提出采用一种改进的飞蛾火焰优化算 法优化 PID 控制器参数的策略,以实现结晶器振动位移高精度跟踪控制。 最后,通过仿真与实验验证所提方法的有效性,实验 结果表明:优化后的振动位移调整时间缩短了 0. 3 s,振动位移跟踪相对误差减小了 1. 8% 。     

连杆式机械传动的结晶器正弦振动装置

本文提出了用连杆式机械传动实现结晶器的非正弦振动,通过改变连杆机械的杆长比和初相角可以得到不同的非正弦振动波形。连杆式机械传动的非正弦振动装置具有结构简单、便于加工制造和维修、成本低等优点,而且特别适用于原有连铸机的改造。     

基于国产振动缸的液压系统改造及应用浅析

针对某钢铁公司2#连铸机结晶器振动控制液压系统存在高功耗、高故障率、伺服振动缸维护便利性差且工作寿命短的弊端，采用了更换振动单元及振动缸装置，增加振动蓄能控制阀台，改造回油蓄能装置及优化振动液压站工作参数等一系列措施很好解决了原有系统存在的缺陷。在改造并应用了由中国重型机械研究院自主研制的长寿命振动缸装置和液压系统后，现有结晶器振动液压系统具有节能、维护成本低、维护便利及振动缸装置使用寿命长的特点，投入使用以来取得了良好的经济效益。