分析板带轧机液压agc系统的动态模拟

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1、维普资讯http://www.cqvip.com盐⋯⋯一⋯一⋯板带轧机液压AGC系统的动态模拟，，～～{、／I}三一露化利供对于了摘分关轧基析键要制础词厚札。建度制堑及过立堂程亲1兢板中动各垫带态种轧品目机劁质素液过的对压器影最AG响后c堕。轧束结制堡蜕果精垒的鱼表度动的明态影．，墨所模响缠建型，盟立为，研墓的亲先动境态的1模优系境型化参设简数单计且提变■-■■■】■■_-■_■●■中国团书资料分类法分类号TP27l·31TG333—72高荚杰博士研究生由于轧机自动化水平及对板带材的质量要求为设定轧制厚度。越来越高，对轧机液压A

2、GC(AutomaticGaugeContro1)系统的控制要求也越来越高。因此，对系统的动态模拟具有重要意义。但对系统的分析和模拟多集中于仅研究液压系统的响应特性，将轧机辊系及轧件的变形因素作为系统的恒值干扰量，或是对系统的设定进行补偿，而未考虑轧机辊系及轧件本身的特性变化]。因此，建立一种全面且利于分析轧制过程中各种因素对最后轧制精图I厚控系统结构框图度影响的模型．为系统的优化设计及对轧制过程此外油膜厚度变化补偿、轧辊倔心补偿、前馈的动态模拟提供基础。控制、物流控制及速度张力诧化等功能使板厚精1液压AGC系统的构成度得到进一

3、步的提高啪。板带材的液压AGC系统通过测厚仪、位移2液压AGC控制系统动态模型和方块圈传感器和压力传感器等对相应参数的连续测量，构成一个完整液压AGC系统的6种主要动连续调整压下缸位移、压力以及张力或轧制速度态元件为伺服阀、供油管道、液压缸、轧机、回油管等，控制板带材的厚差。一个完整的厚度自动控制道、传感器、控制调节器。系统应完成若干个功能+其中最主要的是(见图1)：2．1伺服闫伺服阀具有高度非线性特点，其输出流量日(1)压下枉拉王碍环l随轧制条件变化及的线性化方程为时准确地控制压下位移。分别是操作侧和△QL=一(1)传动侧活塞

4、相对缸体的位移，取其平均值z作龟一K(2)为实测位移值，为给定信号，，是测厚仪监式中，为伺服阀的空载流量·L为输入电流信控环的反馈量．号{K为伺服阀的静态流量放大系数}K为伺服(2)轧制压力闭环2通过控制轧制压力来阀的压力流量系数}△九为负载压力变化。达到控制厚度的目的。是轧制压力的实测值，通常，当液压执行机构的固有频率低于50为韧始给定值，△P为修正值。Hz时，伺服阀的动态特性可用一阶环节表示(3)州耳佴直址碍环3消除轧辊磨损、热膨胀及设定值误差等的影响。M为轧机纵向刚度，(3)1J。三为轧件的塑性刚度系数，为实测轧件厚度，^

5、．式中，为伺服阀固有频率ts为拉酱拉斯算子。*圄聿九五攻关璜目(95—528一Ol～O2—0lE)和博士点基伺服阀固有频率可从伺服阀制造厂提供垒赞聃理目(9521601)收璃日期l997一～0s的频率响应曲线获得·23·维普资讯http://www.cqvip.com中国机械工程1998年第9卷第7期2．2液压缸化量；△^为由于轧制时轧制力的变化而引起的传递到油缸内油液的总体积是流量△Q的轧机弹跳量tMe为轧机的纵向刚度。积分，而控制容积的实际变化量是轧机的纵向刚度Me随压下油缸工作行程的一一一—A(4)增加而减小，可用下式估算

6、0。l△母￡(5)1JMP一面M1q+盎EAP⋯(13)V△一L(6)LP—L。+．27，(14)式中，M为轧机零工作行程的纵向刚度r}为式中，口为传叠到油缸内油液的总体积；△为压下油缸工作行程}厶为压下油缸预压行程。控腻窖【积中油耀的压缩量}为控制容积中油液2．4背压回油管道的泄精釜可怎略)；为液压缸活塞的位移；A，液压AGC系统中的背压回油管道可以有多为液压缸活塞面积；为液压缸的等效控制总容种设计方式，而由一溢流减压阀控制形成一恒值积；为油液的弹性模量。背压是其中最简单常用的一种[。背压是低压，管在当前的液压AGC系统中，压

7、力管道都力求道中的油液可视为不可压缩流体。利用连续性方尽可能短，一般地，按集总模型把供油管道中的液程和伯努利方程，可推出背压为压油与油缸中的液压油一起作为控制容积，而忽略压力波的传播时间和供油管道的固有频率特一声++皿孥(15)性。控制容积内压力变化(△九)为=^／A，(16)"Pz—Eo(7)式中，户为初始背压}虬为回油管道中油液的质●‘量}P为油液的密度；L，为回油管道的长度}A，为油缸输出力的变化为回油管道的横截面积}R，为压力差系数。AF一△F，一A一△九A一△声6A5(8)2．s位移传感器和压力传感器式中，AF为作用于

8、油缸无杆腔力的变化；△为位移传感器可视为惯性环节作用于油缸有杆腔力的变化}卸为油缸有杆腔压力(背压)的变化}A为油缸有杆腔的工作面皇墨一1+．_j(⋯17)积。式中，墨为位移反馈系数为位移传感器的时2．3轧机辊系间常数。油缸输出的轧制力△F与辊系运动部件的惯压力