万能轧机液压AGC系统动特性研究.pdf

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1、万能轧机液压AGC系统动特性研究袁带英(四川建筑职业技术学院，四川德阳618OOO)ModelingandSimulationofHydraulicAGCSystemofUniversalMillYUANDai—ying(SichuanCollegeofArchitecturalTechnology，Deyang618000，China)摘要：以万能轧机液压AGC系统为研究对象，1万能轧机AGC系统传递函数模型建立了液压压下系统数学模型，分析了系统在PI校及框图正前后的时域和频域特性，研究了系统各主要因素对动态特性的影响，并分析了轧机液压AGC系统万

2、能轧机液压AGC系统的辊缝控制结构如图的相应改进措施。1所示。关键词：万能轧机；液压AGC；动态特性；建模；反馈信号数字仿真中图分类号：TG335．55文献标识码：A文章编号：1001—2257(2O10)09—0075—03Abstract：Bystudyingtheall—roundmillAGCsystemofrollingmills，buildingmathematicalmod—elsofthesystemaboutahydraulicpressuresys—tern．analyzingcharacteristicsoftimedomain

3、andfrequencydomainbeforeandaftercorrectioninthePI，studyinginfluencesonthedynamicpropertiesofallthemajorfactors。andanalyzingcorrespond—ingimprovementmeasuresabouttheAGCmillhy—图1万能轧机液压AGC系统的辊缝控制结构draulicsystem．1．1万能轧机压下系统的组成Keywords：universalmill；hydraulicautomatic从功能上来看，液压伺服压下系统

4、由液压部分gaugecontrol；dynamiccharacteristic；modeling；和控制部分组成。液压部分包括液压站供油系统和digitalsimulation液压伺服油缸工作系统；控制部分主要采用了位置反馈的控制方式。本文主要从控制部分来分析液压0引言伺服压下系统。某轧机液压压下系统主要由TCS系统、液压控随着用户对型钢及带钢几何尺寸精度要求日趋制器、伺服阀控制器、伺服阀、液压油缸和位移传感严格，液压AGC以其具有控制精度高、响应速度快器等组成，液压压下控制系统如图2所示。和过载保护简单可靠的显著特点，已成为型钢轧机轧制装备水平的重

5、要标志，它是提高轧制精度、控制形状的重要技术措施。因此研究型钢万能轧机液压AGC系统的动态特性具有重要意义。收稿日期：2010—04—28图2液压压下控制系统《机械与电子~2010(9)-75·1．2液压AGC系统动态方框图及技术参数响应的谐波输入信号频率范围。频宽大，系统对于根据对液压AGC系统的各个部位传递函数的频率较高的谐波输人，在稳态下仍有输出。频宽不建立E。“]，可以得到该系统的简化框图如图3所仅表明系统的稳态性能，也是一个直接影响动态响趟罾1lO示。并根据框图编制出相应程序。应快慢的指标。频宽大，系统的上升时间短，过渡4过2l8程快，反之

6、，系统上升时间长，过渡过程慢。其校正前后的频域图如图5和图6所示。i：■图3液压AGC系统控制传递函数简化框图通过计算，万能轧机水平上、下辊系的主要技术参数如表l所示。表1万能轧机主要技术参数Frequency(rad／sec)一∞p)0勺n1Iu警一p)o∞d【I一∞p)0口三lu一p)u∞对图5未校正系统开环Bode图2系统响应特性2．1时域特性在时域分析中，控制系统的动态性能指标是通过单位阶跃响应的特征量来定义的。根据前面建立的仿真模型，利用Matlab／Simulink仿真环境，编写了液压压下系统的仿真程序。如图4所示，校正后的系统超调量约为

7、0．026，峰值时间约为0．0888，调整时间约为0．092S，系统Frequency(rad／sec)的响应过程明显加快，且不影响系统的稳定性。图6校正后开环系统的Bode图l。。。。。。。。由图5可知，该系统的幅值裕量G一55．4dB，相位裕量为Pm一89．8。，系统的相位裕量没有在^30。～6O。之间，所以该系统的相对稳定性不是太好，需要对系统进行校正。系统的幅值裕量由未校正时的55．4dB降为校／．Illl[I．正后的1O．3dB，相位裕量则由89．8。降为54．1。，校正后系统的幅值裕量大于6dB且相位裕量在3O。～00．10．20．30．

8、40．5t／s60。之间，系统的相对稳定性能变得较好；从图5与图4校正后系统的阶跃响应图6对比可知，系统的截