对轧机液压故障动态仿真方法研究

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1、TotalNo.132冶金设备总第132期April2002METALLURGICALEQUIPMENT2002年4月第2期车L机液压故障动态仿真方法的探讨黄志坚“滕召旗(广州珠江钢厂510730)(广东工业大学机电学院510730)摘要为建立轧机液压故障的模型，在理论分析的基础上，系统地探讨了乳机AG(液压系统故障(包括泄漏增大、油内混入空气、放大系数漂移等常见故障)压力与位置参数曲线动态仿真的基本方法。关.词乳机AGC仿真故障中阴价举号TF307空献标识码BDynamicSimulationMethodforRollingMillingHy

2、draulicTroublesHuangZhijianTenZhaoq(GuangzhouZhujiangSteelPlant)(GuangdongIndustryUniversity)ABATRACTInordertoset一upmodelsofrollingmilingh州raulicatroubles,basedonthetheoryanalysis,thepressureandpositiondynamicsimulationmethodforrollingmillingAGChydraulictroubles(includinglea

3、kage,airinoilandamplifierfactorchanged)havebeendiscussedsystematically.KEYWORDSRollingmillingAGCSimulationTrouble1概述在板带轧制工艺过程中，珠钢CSP轧机咬钢为了探讨轧机液压系统故障的特征，并利用瞬间液压AGC系统的压力与位置实测曲线分别在线监测系统提供的轧机液压系统实际动态曲如图1与图2所示线.有必要对轧机液压故障性能曲线进行仿真，/.,L75e+7以便日后故障诊断时有典型故障的参考样本，其L50e+7基本做法是:建立轧机液压装置

4、的数学模型。1.25e,7对此模型进行仿真，并作适当调核，使其与I.00-7正常状态下的实测曲线相一致7.50e+65.00c,6在此基础上.改变相应的参数(模拟典型故2.50e+6障状况)，仿真该状况下的动态曲线0.10.20.30.40.5t(a)定期采集实际曲线，将实际曲线与仿真曲线作对比.由此判断故障。以轧机液压AGC压力与图1咬钥瞬间AGC液压虹压力响应曲线位置曲线的动态仿真为例，系统地探讨液压故障AGC系统压力在这一瞬间实际上是一个输仿真的基本方法。入量为负载力、输出量为压力的阶跃响应过程。Z轧机AGC动态压力与位置曲线的分析其位置

5、曲线是一个恒值控制过程，咬钢的冲击作2.1实测曲线及分析用使位置变化，经反馈控制又恢复正常。.作者简介黄志坚，男1956年生，高上，北京航空航天大学机电工程专业在读博士，主要研究领域为机械故障诊断总第132期冶金设备2002年4月第2期2.2数学模型Kc=100A/mAGC液压系统是一个闭环的位置控制系统，Kv=0.045m'/sA也是一个阀控液压缸系统。在咬钢的瞬间.是对M=12000Kg阶跃的负载干扰量响应的过程，其有关的微分方B=1000Ns/m程是:V,=0.12m'1)力平衡方程:A,=0.8m'FL=MS2+BS+K+PLApKce

6、=1.8e-8m'/Ns式中:F:负载力;(3e=6.9e4-8N/m2ms惯性力;FL=1.25e十7NBS摩察阻力;PL-1.56e十7N/m2K弹性力;弹性系数K忽略不计Ar一面积;尸:负载压力口2)负载流量方程PL(Kce+Vt/geS)-XPK,Kv=QL式中:Kce一泄漏系数;Vt一液压缸容积;羚!/AwS户油的压缩系数;s一负载流量;图3.4GC系统控制方框图XP一液压缸位置;3轧机AGC动态压力与位里曲线的仿真K,一位R反馈系数;3.1仿真模型Kv一伺服阀的流量系数;仿真系统采用MATLAB软件构成。正常状Q;为液压缸的负载流量

7、。态下的仿真曲线如图4和图5所示此式的物理意义是负载流量Q:由Q:=尸:N/:1.75e+7(Kce+Vt//3eS)减去QL2=XPK,Kv得到。1.50e+73)负载流量一液压缸位移方程1.25e+71.00e+7Qr.=XPAPS7.50e+6此式的物理意义是负载流量Q:等于缸运动5.00e+6速度XPS乘以缸的面积AP.2.50.+60.10.20.30.40.50.6t(s)0.01450图4液压AGC正常时的仿真压力曲线0.014450.01440X.恤)0.014350.014500.014300.014250.014450.01

8、4200.014400.10.20.30.40.50.6t(s)0.01435图2咬悯瞬间AGC液压虹位置响应曲线0.014300.014252.3控