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1、粗轧带钢液压宽度控制系统仿真与试验研究———邹 俊 傅 新 杨华勇等粗轧带钢液压宽度控制系统仿真与试验研究1112邹 俊 傅 新 杨华勇 张健民1.浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,杭州,3100272.上海宝钢集团公司研究院自动化所,上海,201901 摘要:针对上海宝钢集团公司2050热轧机组的特点,建立了粗轧带钢液压宽度控制系统的动力学仿真模型,并利用短行程控制的现场试验数据对数值仿真结果进行验证,得到相吻合的结果。在此基础上,对不同参数和工况下液压宽度控制系统对带钢品质的影响进
2、行了分析,为轧制系统的离线仿真和优化设计提供了有效的途径。邹 俊 博士研究生关键词:粗轧带钢;液压系统;宽度控制;离线仿真中图分类号:TH137文章编号:1004-132Ⅹ(2004)03-0245-03NumericalandExperimentalInvestigationsintoHydraulicSystemforWidthControlofRoughRolling1112ZouJunFuXinYangHuayongZhangJianming1.ZhejiangUniversity,Ha
3、ngzhou,3100272.BaoSteelTechnologyCenter,Shanghai,201901Abstract:Thedynamicsimulationmodelofhydraulicsystemforwidthcontrolofroughrollingwases2tablishedbasedontheBaoSteel2050rollingmill.Thesimulationresultswereverifiedbytheexperimentaldataobtainedinthe
4、shortstrokecontrol.Theeffectsofhydrauliccontrolsystemonthequalityofrollingproductswereanalyzedundervariousoperationconditionsandparametersbyusingthevalidatedmodel.Theworkprovidesanactiveapproachforoff-linesimulationandoptimumdesignofrollingmills.Keyw
5、ords:roughrolling;hydraulicsystem;widthcontrol;off-linesimulation0 引言粗轧带钢宽度的精确控制可以降低带钢切边损耗,提高带钢成材率,给热轧生产创造直接经济[1]效益。目前国内钢铁企业在对现有粗轧带钢宽度控制系统的技术改造中,主要采用在线试验手段,既影响生产进度,又存在巨大的试验风险。离线仿真技术提供了一种快速、廉价、低风险的试图1 宽度控制系统框图验手段。本文通过对粗轧带钢液压宽度控制系统的精确建模,为粗轧带钢宽度控制系统的优化设
6、(1)轧制力的闭环控制回路 压力传感器将计以及轧制系统的技术改造提供了理论依据和试检测到的轧制力反馈到过程机,过程机对机架弹验平台。跳进行补偿计算。(2)阀控缸的位移控制回路 给定位移值与1 液压宽度控制系统工作原理侧压油缸实际位移的差值作为伺服控制电路的输粗轧带钢液压宽度控制系统采用液压闭环控入,控制伺服阀的输出压力和流量,驱动侧压油缸制,通过对轧制力和侧压缸活塞位移的实时测量,活塞运动。连续调节侧压缸输出位移和压力,控制带钢宽度2 液压系统数学模型偏差。整个宽度控制系统包含两个基本闭环回路(
7、见图1)。粗轧带钢液压宽度控制系统主要由伺服阀、液压缸、立辊机架辊系、蓄能器、背压回油管路、传感器、伺服放大器、控制调节器等构成。收稿日期:2003—03—312.1 伺服阀基金项目:国家自然科学基金资助项目(50175097)当液压执行机构的固有频率低于50Hz时,·245·中国机械工程第15卷第3期2004年2月上半月伺服阀的阀芯位移与输入控制电流的动态关系可忽略带钢轧制后塑性回复,带钢宽度可以表[2]由一阶环节表示:示为x(s)KvWo=Wi+2(Xi-X0)(12)=(1)I(s)s+1
8、式中,Xi为立辊初始位置;Wi为初始辊缝。ωv2.4 蓄能器式中,ωv为伺服阀固有频率;Kv为伺服阀放大系数;s为拉普拉斯算子。液压缸后腔与蓄能器相连,以维持后腔压力当伺服阀正向导通,且油源与负载腔连通时,的相对稳定,减小背压管路中压力冲击对液压缸其流量(指体积流量,下同)方程为运动精度的影响。蓄能器在正常工作状态的充放油过程视为绝2Qv=Cdωxρ(ps-pc)ps>pc(2)热过程,其流量方程为2VxdpxQv=-Cdωxρ(pc-ps)pc>ps(3)Qx=-(13)rpxdt式中,ps为
