基于高速开关阀的液压AGC系统的控制算法研究

研究高速开关阀用于液压AGC系统的控制算法,使其代替伺服阀实现液压AGC的数字化控制。基于补偿滞后时间PWM控制与Bang-Bang控制相结合的思想提出三步消零算法,即对于所有的位移调节量,高速开关阀最多只需3次切换,同时消除其零位死区,实现其对位置的快速精确控制。高速开关阀的3次切换体现为6种情况,通过AMESim建立缸体压下仿真模型,并对6种情况的位移响应曲线和速度响应曲线进行仿真分析。理论与仿真分析表明:当初始调节量大于16μm时,运用该算法能够实现液压AGC系统的数字化控制,缸体在上抬和压下时其误差可分别控制在-12~12μm和-4~4μm内。     

高速开关阀控液压马达系统性能对比研究

采用一款高响应电液伺服阀并使其处于阀口开、关两种极限工况下工作的高速开关控制方式,构建一种阀控液压马达系统,实现对液压马达输出转速及扭矩的控制,以探究液压马达高速开关控制方法的基本特性。完成该高速开关阀控液压马达系统的设计及AMESim仿真模型的搭建。利用PWM信号控制高响应电液伺服阀实现对液压马达的高速开关控制,并通过仿真获得转速等参数随占空比和频率的变化规律。开发基于高响应电液伺服阀的高速开关阀控液压马达系统实验样机,进行实验与仿真结果的对比研究。结果表明：实验与仿真结果较为一致,液压马达转速随着占空比的增大而增大,随着外负载的增大逐渐降低;而仿真结果中负载的增加会轻微加快液压马达转速的稳定时间的结论,在实验中无法得到印证。     

重载数字开关阀液压同步举升系统效率的研究

以同规格的重载数字开关阀与传统伺服阀为研究对象，基于重载数字开关阀与伺服阀的效率计算模型，利用仿真软件分别建立伺服阀液压控制系统和重载数字开关阀液压控制系统仿真模型，模拟分析两个系统对八一信号曲线的跟踪状态，研究两个控制系统的阀瞬时效率和平均效率的变化规律，对比分析两种阀控制同一类型负载时的内泄漏损耗和阀口节流损耗。结果表明：以重载数字开关阀为控制核心的伺服液压系统比传统的伺服阀为控制核心的伺服液压系统具有明显的节能优势，其平均效率在有限工作周期内高出约30%。本研究为全液压重载综合转运系统中的同步举升系统研究提供基础理论数据，对基于重载数字开关伺服液压技术的多液压单元同步举升系统的开发具有一定指导意义。     

伺服阀科学使用的研究

分析伺服阀零位流量增益、零位压力增益、零位流量压力增益系数、零位内泄漏流量的重要作用,并利用伺服阀测试曲线说明阀芯、阀套锐边的磨损是导致伺服阀零位特性下降和零位内泄漏流量增加的主要原因。提出根据不同工况,将零位特性较差的伺服阀更换使用位置,不仅可以降低设备维护成本,同时可保障伺服液压系统性能和产品质量。     

粗轧机AGC伺服阀损坏原因分析及对策

针对宝钢4200mm厚板生产线粗轧机AGC伺服阀故障频繁的问题进行了分析,得出其主要原因是液压系统污染度和轧机牌坊间隙超标,通过采取增设伺服阀主阀芯实际位置反馈信号、定期跟踪液压缸底部油液的污染状态、加强对液压系统的冲洗工作和轧机牌坊间隙管理等措施后,AGC伺服阀使用寿命比原来提高了3倍多。     

锻机用先导阀芯驱动伺服阀动态特性AMESim仿真分析

为了实现液压机用伺服阀的流量精确控制,开发了一种以电驱丝杠推动先导阀芯的伺服阀,以达到高精度控制的效果和显著减弱液压引起的冲击力作用.先导进液阀与主进液阀之间保持相互嵌套的状态,具有反馈机械位置信息的功能.并利用AMESim仿真平台对其进行仿真分析.阶跃响应特性表明:到达0.04 s时,主进液阀芯开始关闭,在0.1 s...     

平整机压下系统稳态性能分析

通过对平整机液压AGC系统的理论分析,对轧制状态下的伺服阀流量、压下油缸调节速度及轧制力等稳态性能参数提出了理论计算方法,该分析方法对平整机液压AGC系统的设计和分析具有指导意义.     

线性摩擦焊设备液压伺服系统的设计

液压式线性摩擦焊是将电液伺服控制技术运用到线性摩擦焊接领域的一种先进制造技术.分析线性摩擦焊设备的工作原理,针对系统工作状况设计了一套液压伺服系统,采用一个小流量的伺服阀在振动过程中实现实时位置闭环控制,振动停止后将振动缸位置精确定位是该系统的设计特点.同时针对液压系统中关键元件振动伺服阀进行了大量的设计计算、对比及仿真实验,从而选出适合该系统的伺服阀.该液压系统的设计为线性摩擦焊设备的研制提供了参考.     

集成式数字阀控气缸位置伺服控制研究

气缸在任意中间位置定位的控制是既有广泛实际需求,又有很大技术难度的一个难题。采用气动伺服阀、高速开关阀等控制方式虽然可以实现较高精度的气缸定位,但伴随而来的是成本显著增加或运行速率的降低。为此,研究采用一种集成式数字阀用于气缸的位置控制,以期在低成本的前提下,能高速率地实现较高精度的气缸位置控制。首先通过理论分析和数值仿真设计了一种结构紧凑的集成式数字阀,该阀可以高效地控制输出流量,进而在高速大流量和低速小流量的控制需求上切换。在此基础上,研究了基于这种集成式数字阀的位置控制策略。试验结果表明:采用PID+模糊混合控制策略时,系统在目标点附近保持稳定,重复定位精度可达0.3 mm,响应时间小于1.2 s,具有良好的应用前景。     

双向复位高速开关电磁阀动态响应特性仿真研究

高速开关电磁阀作为典型的伺服液压系统执行元件,逐渐成为高精密液压系统的核心部件之一。针对双复位弹簧式高速开关电磁阀的动态响应特性开展研究,建立高速开关电磁阀的多场耦合动力学模型,系统研究了高速开关电磁阀阀芯内径、弹簧刚度、线圈线径、工作温度、控制频率及占空比等对高速开关电磁阀阀芯所受到的电磁力和阀芯运动位移的影响,得到了高速开关电磁阀的优化设计参数,为进一步研制响应速度快、性能稳定、流量及承压范围大、环境适应性强的高速开关电磁阀奠定了一定的理论基础。     

冷轧机AGC控制系统模型研究

高精度轧制技术对冷轧机液压AGC系统的控制精度提出了更高的要求,本文对AGC系统中位置控制器、伺服放大器、位移传感器、压力传感器、控制调节器五个主要模型进行分析,对模型结构中测厚仪环节、延时器环节、死区环节、限幅器环节进行数学模型分析,分析了控制系统中各种因数对控制精度的影响并选择合理的控制策略,对冷轧机液压AGC系统的优化设计及系统控制性能的研究提供了基础。     

冷连轧机液压AGC系统中的分布式计算机控制

高速冷连轧机是典型的复杂机电系统,而液压AGC是其消除厚差,提高成品精度的重要手段.随着计算机技术的发展,带钢冷轧生产规模的扩大,对带钢成品精度要求的进一步提高,要求冷连轧机液压AGC系统综合控制进一步完善,集中式计算机控制系统已经不能满足液压AGC系统高速控制的要求,分布式计算机系统已成为其主流控制系统.本文结合冷连轧生产实际,对分布式控制系统以及连轧自动化计算机控制的发展历程做了论述,同时给出了基于分布式工业控制系统的连轧过程自动化液压AGC计算机控制系统结构.冷连轧机液压AGC计算机控制系统分为基础自动化级和过程自动化级,它们之间的通信由以太网来完成,以适应连轧控制系统控制高速化、精密化、智能化的要求.     

冷轧模拟器气泡现象机理分析及攻关措施

冷轧模拟器是模拟轧机轧制带钢的试验设备。针对其张力液压缸存在抖动现象，同时液压油缸存在大量气泡，不能满足轧制要求的问题，对其原因进行了分析。结果表明，液压系统单液压缸匹配双伺服阀的特殊设计，当伺服阀左位工作时，压力比远大于3.5的气穴临界值，造成大量气泡产生；而对液压油体积弹性模量的机理研究表明，气体的存在降低了液压油体积弹性模量，极易造成系统不稳定。通过对液压油箱结构优化，引导液压油“S型”流动，使气体充分释放，张力液压缸抖动现象明显改善，满足了冷轧模拟轧制要求。     

冷轧模拟器气泡现象机理分析及攻关措施

冷轧模拟器是模拟轧机轧制带钢的试验设备。针对其张力液压缸存在抖动现象,同时液压油缸存在大量气泡,不能满足轧制要求的问题,对其原因进行了分析。结果表明,液压系统单液压缸匹配双伺服阀的特殊设计,当伺服阀左位工作时,压力比远大于3.5的气穴临界值,造成大量气泡产生;而对液压油体积弹性模量的机理研究表明,气体的存在降低了液压油体积弹性模量,极易造成系统不稳定。通过对液压油箱结构优化,引导液压油“S型”流动,使气体充分释放,张力液压缸抖动现象明显改善,满足了冷轧模拟轧制要求。     

轧机AGC伺服液压缸缸底疲劳损坏分析与改善

针对某轧机AGC伺服液压缸在工作中发生疲劳破坏、产生裂纹的问题,通过工况分析、力学建模、仿真分析,得出该缸发生疲劳破坏的原因,并通过增加缸筒、缸底厚度,增大缸底砂轮越程槽圆弧半径等结构优化,降低了危险区域的应力,有利于改善AGC液压缸的疲劳寿命。     

平整机液压压下系统的调试及对轧制力的影响

多数平整机组在伺服阀的调试过程中只是按照调试经验值来选择控制参数,而未根据机组不同伺服阀的特性来选择适合于机组特定伺服阀的控制参数,导致不能更好地应用伺服阀,影响轧制力调节过程中轧制力调节的响应速度和轧制力稳定性,从而影响延伸率调节速度及延伸率稳定性,降低产品质量。本文介绍了伺服阀的调试及应用方法,并介绍了随着轧制力的增加,受伺服阀特性的影响,轧制力控制精度及动态稳定性的变化情况,为轧机、平整机压下系统的调试提供参考。     

新型液压马达-机械直线执行器的运行特性

单出杆液压缸作为工程机械中最常见的液压执行器,由于其两腔面积的不对称性,造成了流量不匹配等问题;电动缸通过伺服电机驱动滚珠丝杠,解决了单出杆液压缸面积不对称的缺点,但受电机功率密度低的影响,难以满足重载工况下输出低速大扭矩的要求。针对上述问题,提出采用液压马达代替电动机驱动滚珠丝杠的方案,并通过开式泵阀分段控制方式对新系统进行闭环控制。结果表明：新系统可以实现快速、准确的位置控制;推杆在进给和回程阶段,压力、流量、速度完全相同,系统无溢流损失;当输入正弦信号的幅值为50 mm时,系统的带宽为0.8 Hz;系统具备良好的抗负载干扰能力。     

轧机AGC液压缸智能检测系统平台研发

针对轧机AGC液压缸静动态特性性能指标测试技术第三方验证的重要性,开发一套人机交互式AGC液压缸试验台检测系统,采用厂级ERP企业管理系统,实时远程控制与测试,实现第三方与生产厂家的轧机AGC液压缸性能指标测试数据的检定、校准工作与报告生成。结果表明：该系统平台可有效提高轧机AGC液压缸性能指标测试数据准确性,测试功能满足第三方需求。