稀土金属钆在双辊薄带连铸过程中流动、传热和凝固行为的数学模拟

采用ANSYS Fluent商业软件,建立了三维流动和传热数学模型,探索了不同浇注温度下稀土金属钆在双辊薄带连铸过程中的流动、传热和凝固行为。结果表明：浇注温度对钆液的流动模式和铸坯的温度分布影响很小;浇注温度从1 673 K升高至1 698 K再至1 723 K,回流区面积增大,液面流速减小,整体铸坯温度提高,凝固坯壳减薄,凝固终点位置下移;1 723 K浇注温度下铸坯在中心对称面出口处未完全凝固,容易发生漏液;在浇注温度为1 673 K条件下,可以获得较合理的凝固坯壳厚度分布。     

双辊连续铸轧凝固过程数学模型的建立及验证

以等价比热容法处理结晶潜热和以假设的流线边界划分网格节点,建立了双辊连铸薄带凝固过程的宏观速度场、传热、溶质传输和凝固组织形成的微观数学模型以及双辊连铸薄带凝固过程的宏观-微观耦合数学模型.同时,以固相率为媒介,采用宏微观不同的网格尺寸和时间步长,实现了宏观模型与微观模型的耦合,并对建立的双辊连铸薄带凝固组织形成的数学模型进行了验证.     

双辊薄带连铸辊速自动控制及模型优化研究

分析了影响辊速的变量及其之间的内在联系,建立了熔池温度场分布反馈修正辊速优化模型、铸件/铸型界面温度反馈修正辊速优化模型,对其自动控制系统铸速进行检测和控制。通过热成像仪和红外传感器进行在线采样可以提高模型控制的准确性和实时性,辊速控制优化模型以控制凝固终点稳定在最优位置为目标,很好的解决了卡轧、裂纹、断带和成品率低等问题,辊速控制优化模型大大提高了系统的稳定性。     

连铸侧封技术的凝固终点参考模型自适应系统研究

为解决国内双辊连铸薄带成品率低、裂纹、易断带和轧卡等问题,对侧封技术进行研究。结果表明,侧封压力过大,引起结晶辊边与侧板磨损与电机功率消耗;侧封压力过小,又将引起漏钢。侧封板位置可以通过凝固终点位置来确定。通过采样薄带温度,建立凝固终点模型,可解决凝固终点不能测量及因干扰致其波动而不能实时修正侧封板位置的问题;通过模型参考自适应解决系统实时性和鲁棒性问题。     

双辊薄带连铸凝固组织模拟微观模型的验证

以双辊薄带连续铸轧工艺凝固过程为基础,基于金属凝固的基本原理,并运用现代计算机仿真技术建立了双辊薄带连铸凝固过程的异质形核、修正的枝晶尖端生长动力学、柱状晶向等轴晶生长转变(CET)的解析模型以及基于元胞自动机(CA)的双辊薄带连续铸轧凝固组织的仿真模型,为双辊薄带连续铸轧凝固组织形成的仿真模拟奠定了基础,同时利用铝合金双辊薄带连续铸轧组织凝固过程验证了数学模拟的可行性。结果表明:可用建立的数学模型模拟预测铸轧工艺参数对双辊连续铸轧薄带凝固组织的影响。     

小方坯凝固传热数值模拟及验证

为控制帘线钢82A连铸小方坯铸坯质量,建立小方坯凝固过程二维非稳态传热数学模型,计算得到连铸过程铸坯的温度场以及液相穴长度,讨论了比水量和拉速对铸坯的温度场以及固相率分布的影响,并通过现场射钉试验对模拟结果进行验证,误差范围在±4%以内。模拟结果表明,当比水量一定时,拉速越大,铸坯中心温度降温越滞后;拉速一定时,比水量越大凝固终点越提前,当在拉速1.3 m·min-1,比水量0.3 L·kg-1时,凝固终点为12.84 m。模型能够较好地预测凝固末端位置并为凝固末端电磁搅拌提供指导。     

高碳钢凸辊轻压下工艺模型研究与应用

基于国内某钢铁公司一台凸辊轻压下连铸机,采用连铸凝固传热原理和射钉试验验证相结合的方法,建立了一套与实际条件较接近的凝固传热数学模型,并将此数学模型预测的压下区间应用到预应力钢绞线YL82B钢种上,取得了较好的应用效果。结果表明,经过射钉试验结果修正后,数学模型计算结果与实际检测的凝固坯壳厚度和宽面表面温度基本一致;经工业试验验证,YL82B钢种凸辊轻压下较佳的压下区间固相率f为0.38~0.90,此时铸坯的中心偏析、压下裂纹、中心疏松均达到了较理想的效果。     

关于连铸传热数学模型中等效导热系数的讨论

讨论了连铸传热数学模型中等效导热系数对模拟结果的影响,结论表明,采用等效导热系数法可以较为准确的预测铸坯表面温度及凝固终点,但等效导热系数越大,凝固前期的铸坯坯壳厚度越薄;等效导热系数的取值对铸坯两相区将产生较大影响,等效导热系数越大,某一厚度处钢液越早进入两相区,相应地,两相区厚度越大、两相区内温度梯度越小,局部凝固时间越大;采用计算获得的二次枝晶间距与实测值强制拟合的方法可以获得对流等效因子[（m）]的合理取值;对于铸机,在液相穴中强制对流区取[m＝7、]强制对流与自然对流的过渡区取[m＝5、]自然对流区取[m＝3、]静滞区取[m＝1]计算,可以获得较为准确的模拟结果。     

双辊连铸铝合金薄带凝固组织模拟的微观模型

在研究双辊连铸铝合金薄带工艺凝固过程的基础上,运用金属凝固的基本原理,并运用现代计算机仿真技术,建立了双辊连铸铝合金薄带凝固的异质形核、枝晶尖端的生长动力学、柱状晶向等轴晶转变(CET)的解析模型,同时建立了基于元胞自动机(CA)的双辊连铸铝合金薄带凝固组织的仿真模型,为双辊连铸薄带凝固组织形成的仿真模拟奠定了基础.     

圆坯连铸凝固传热数学模型及应用

建立了Φ400mm大断面圆坯连铸凝固传热的数学模型。应用该模型计算了过热度、拉速以及冷却强度等因素对铸坯温度、坯壳厚度、凝固终点的影响,为现场生产确定了合理的二冷工艺参数。生产实践证明,当生产Φ400mm铸坯的拉速达到0．4～0．6．dmin时,自动控制的二次冷却制度满足工业连铸要求,可得到优质铸坯。     

气液联控伺服系统的滑模位置控制研究

提出了基于PWM控制气液联控位置系统的建模方法,应用非线性平均方法建立了PWM气压伺服系统的数学模型,不仅解决了开关的不连续性问题,还把原来不连续的非仿射输入形式变成一个等效具有可控规范型的非线性仿射输入形式。然后运用滑动模态变结构理论中的经典非线性设计方法,设计了三阶滑模面变结构控制器。对固定阻尼式气液联控系统进行了位置控制仿真实验。实验结果表明,滑模变结构控制使得系统快速性能比较好。     

面向调节阀的流量控制仿真研究

针对柱塞式调节阀进行流量反馈控制时过于依赖流量测量装置、流量调节时间长的问题，进行流量控制仿真研究。基于Fluent流体仿真软件，建立10%～100%开度值下的调节阀三维流道模型，并在0.2～1 MPa进出口压差下仿真得出调节阀内部流场分布，建立阀口流量与阀芯开度、调节阀进出口压差三维数据表。建立调节阀开度控制模型，同时完成模糊PID控制器的设计。通过MATLAB对3种调节阀流量控制系统进行仿真分析。结果表明：基于所设计的开度控制模型进行流量调节时，有效地提升了阀门的快速性，阀门开度响应时间小于1.8 s,同时完全消除了超调量，更易达到稳定状态。     

基于模糊控制的多电机神经元PID同步控制

针对多电机同步控制系统控制精度问题,对多电机同步控制系统进行了研究.在分析了多电机同步控制算法的基础上,设计了具有自学习和自适应能力的神经元PID控制器,弥补了传统PID控制在非线性、时变、强耦合的多电机同步控制过程中存在的不足;采用偏差耦合控制策略,以模糊控制器作为速度补偿器,改进了多电机传统耦合控制方式.在MATLAB/SIMULINK环境下,搭建了多电机同步控制系统仿真模型.仿真结果表明基于模糊控制的多电机神经元PID同步控制系统具有良好的同步性和稳定性,实现了提高多电机同步控制系统控制精度的目的.     

高性能交流伺服系统中的控制方法

高性能交流伺服系统是运动控制理论的一个重要研究领域,它直接影响并带动其它领域的发展,其性能的改善也能提高设备的生产能力和产品质量.论文阐述了高性能伺服系统中控制技术的研究意义,归纳了高性能伺服系统中的典型的几种控制方法基本概念、原理、优缺点及相应的改进技术,最后对伺服系统未来的技术发展做了展望.     

定限值控制问题与控制策略

根据合成氨实际生产对转化温度的要求 ,提出了定限值控制问题。初步讨论了采用神经网络控制器 ,来实现定值控制向定限值控制逼近的方法。为提高系统响应的快速性 ,在神经网络内部采用反偏差阈值函数 ,在神经网络外部采用双模式神经网络控制结构     

复合控制在数控系统中的设计仿真与应用

针对数控系统设计中常规PID控制算法存在输出对应于输入有一定的滞后等问题,提出了一种带有按输入补偿的复合PID控制算法.首先对被控对象进行建模和辨识,然后进行数字PID算法的仿真和复合控制算法的仿真,并对两者做了比较.仿真和加工结果表明该算法可以显著提高系统的跟踪性能.     

数控车床智能控制系统的研究

针对目前现有数控车削加工过程中加工、测最、编程相互分离,导致生产效率低,智能化和自动化程度不高以及对机床操作人员要求较高的现状和不足,对数控车床智能控制系统的研究进行了综述.     

电控正流量挖掘机功率控制技术研究

针对某大型液压挖掘机,进行电控正流量挖掘机技术的研究。建立挖掘机液压系统的AMESim模型以及电控系统的Simulink控制策略模型,重点针对双变量泵的功率匹配控制提出改进全功率控制策略,建立能够模拟电控正流量液压挖掘机真实情况的复杂虚拟样机,并进行联合仿真分析,得到挖掘机系统执行元件的输出特性。结果表明：执行机构在外负载下的运动变化符合实际运动规律,同时通过与分功率控制和全功率控制对比,验证了所提出的改进全功率控制策略优越性,进一步验证了所建虚拟样机的合理性。     

非连续控制在液压伺服控制中的应用

本文简要介绍了目前液压伺服控制中常用的几种非连续控制策略，分析比较了各种策略的性能特点，指出各自存在的问题，概括了它们的应用与发展。