冷连轧机轧制力伺服控制系统的仿真

《冷连轧机轧制力伺服控制系统的仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1450冷连轧机轧制力伺服控制系统的仿真项目汇报书1450冷连轧机轧制力伺服控制系统仿真分析班级：机电控制工程三班成员：指导教师：张伟、艾超日期：2013年7月9日目录一、绪论---------------------1二、伺服缸设计、元件选型-------2三、系统数学模型建立----------5四、仿真模型------------------8五、系统特性分析---------------11六、心得与收获----------------14七、参考文献-----------------15一、绪论1.1冷连轧

2、机发展状况近年来,工业生产对冷轧薄板的需求量越来越大,对成品质量的要求也越来越高。厚度偏差Λ是冷轧板带最重要的尺寸精度指标之一，Λ影响板带厚度精度的主要因素有:来料本身性能变化所引起的厚度波动,如热轧板带厚度、硬度发生变化;轧机厚度控制系统调节时各设定参数发生变化,如辊缝值、机架间张力、轧辊转速等Λ冷连轧生产的连续性和复杂性,使在实际轧机上研究上述各因素对厚度精度的影响不仅十分困难而且费用昂贵,因此,研究高精度的冷连轧过程动态仿真系统具有重要现实意义。由于轧机自动化水平及对板带材的质量要求越来越高，对轧机执行机构及控

3、制系统的性能要求也越来越高。目前，液压技术的应用程度和水平，已成为冶金设备水平高低的一项重要指标。1.2发展趋势在连轧工艺发展过程中，轧制过程模型研究一直为钢铁研究企业所重视，由于轧制内部机理十分复杂，目前对数学模型研究多集中在轧机体系模型，分析轧制过程中某一因素对厚度的影响，如张力、轧辊变形等，所建的模型缺乏全面、完整性。因此建立一个全面、完整、正确的机电一体化轧制模型，进行轧机体系在轧制过程中的实时动态研究是目前的研究趋势。1.3伺服过程分析压下力控制简图如下11450冷轧机轧制力伺服控制系统中，以力作为被调量，

4、该系统主要由力控制器，电液伺服阀，液压缸，压力传感器等组成。当指令装置发出的指令电压信号作用于系统时，液压缸便有输出力，该力由力传感器检测转换为反馈电压信号，与指令电压信号相比较，得到偏差电压信号。此偏差信号经力控制器放大后输入到伺服阀，使伺服阀产生负载压差作用于液压缸活塞上，使输出力向减小误差的方向变化，直至输出力等于指令信号所规定的值为止。在稳态情况时，输出力与偏差信号成比例。二、伺服缸参数设计、元件选型每个压下缸按照动能相等的原理进行质量和刚度的计算:m=20t,k=5?109N。最大压下速度V1=5，返程最大

5、速度V2=152.22.21液压缸的设计2活塞面积：设活塞杆的面积A2=其中A1为活塞的面积根据液压力平衡，可列出P1A1=P2(A1-A2)+Fmax得出A1=0.3055m2≈0.32m2，从而得出活塞的直径d1=640mm,活塞杆直径d2=0.85?640=590mm等效体积Vt=0.32?0.03=0.0096m32.22伺服阀的选择2.221阀的流量、频率计算选择液压阀主要依据阀的工作压力和通过阀的流量来确定，本系统的工作压力在25MPa。最大流量：Qmax=vmax?A1=5?10-3?π4?0.642=

6、1.61?10-3m3=96.5伺服阀的供油压力Ps=1.5PLmax=1.5?25=37.5Mpa1Ps=12.5Mpa3我国规定伺服阀的额定流量指在空载条件下阀的输出流量值；而国外，额定流量通常指负载压降为7MPa及额定电流下，伺服阀的输出流量。伺服阀的流量规格为阀压降?Ps='Q0M=96.5?.5=72.2L/min考虑系统的泄露等，将伺服阀流量增大30%，则伺服阀的额定流量为Qom=72.2?130%=96.6选阀D661--120L/min2.222伺服阀选择的注意事项除了流量规格之外，还应考虑以

7、下因素：31）流量增益的线性要好，压力灵敏度大，但对力控制系统要求压力灵敏度较低为好；2）不灵敏度、温度和压力零漂尽量小，泄露较小；3）伺服阀的频宽应满足系统要求；4）考虑对污染的敏感性、是否加颤振信号、可靠性、价格的考虑。2.223伺服阀的选定根据数据和上图采用MOOG-D661电反馈三级电液伺服阀，其主阀4芯位置采用位移传感器进行电反馈，内置式电子放大器对阀芯位移进行闭环控制。阀的基本参数如下：额定流量Qm：120最大供油压力：31.5Mpa适用温度：-20到1200C此阀适用于高频响液压控制系统，如电液位置，速

8、度，压力，力控制系统。2.3传感器的选定压力传感器是HDA3700系列压力传感器，采用不锈钢膜片上的薄层DMS技术，结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长。总误差0.5%；压力范围6至600bar；信号输出4-20mA或0-20mA或1-10V；受温度变化影响极小。压力和电信号的转化由传感器核心部件检测体和放大电路完成，压力信号输出采用0-10V