1450冷连轧机弯辊力伺服控制系统仿真分析

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1、1450冷连轧机弯辊力伺服控制系统仿真分析　　　　　　学院：　　　　　　班级：　　　　　　组长：　　　　　　组员：　　　　　　指导教师：　　　　　　时间：２０１３年６月一、绪论11课题背景12液压弯辊装置13液压伺服控制系统介绍34液压弯辊力伺服控制系统4二、弯辊力电液伺服系统的数学模型51弯辊力电液伺服系统的简化分析52弯辊力电液伺服系统的数学模型72.1电液伺服阀的数学模型72.2四通阀控缸的数学模型82.3电液力控制数学模型13三、液压弯辊控制系统的仿真研究151仿真参数的确定及说明161.1参数计算171.2系统参数汇总192系统的频域响应分析203系统的时间响应特性23

2、四、结果分析24五、心得体会24参考文献25一、绪论1课题背景液压弯辊技术是一种最常用也最有效的板形控制手段，该技术首先出现于60年代，由于其技术上的难度和基础研究起步较晚。近几年来随着生产的发展和科学技术的进步，对于板带材的几何尺寸精度的要求越来越严格，产品质量越来越难以满足市场的要求。因此，提高液压弯辊技术水平将成为板带加工技术发展的重要课题之一。随着钢铁行业的飞速发展，对于弯辊技术的研究成了热门课题，其中对于轧制理论和弯辊力的设定有了一些进步。但是由于液压弯辊系统是一套涵盖液压和轧制的综合系统，液压系统的设计水平直接影响整个弯辊系统的性能，特别是液压系统的稳定性和动态响应性

3、能，更是关系到整个弯辊系统的成败。目前国内对液压弯辊力控制系统的研究还较少，对液压弯辊系统的设计，一般是参照国外同类液压弯辊系统相类比来进行设计，类比的设计方法由于缺乏设计的理论依据，有很大的缺陷性，只能用于型号相似的弯辊系统。本文针对1450冷连轧机液压弯辊系统进行系统建模、动静态特性分析、仿真，以深入研究整个系统，为设计提供依据，并在此基础上，采用PID控制的基本原理，使液压弯辊系统的设计过程能够科学化、简单化、快速化。2液压弯辊装置25液压弯辊调节装置的基本原理是：通过装设在轴承座之间的液压缸向工作辊或支撑辊辊颈施加液压弯辊力，使轧辊产生附加弯曲，来瞬时地改变轧辊的有效凸度

4、，从而改变承载辊缝形状和轧后带钢的延伸沿横向的分布，以补偿由于轧制压力和轧辊温度等工艺因素的变化而产生的辊缝形状的变化，保证生产出高精度的产品。其突出优点是快速、准确，能满足高速度、高精度轧制的要求，实现板形自动控制，能使一种辊型适应多种规格产品的需要，便于磨辊，减少了换辊次数，提高了作业率。液压弯辊按作用的位置不同分类有两种基本方式：弯曲工作辊和弯曲支撑辊。253液压伺服控制系统介绍25液压伺服控制系统，是在液压传动和自动控制理论基础上建立起来的一种自动控制系统。许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率一重量比和大功率的液压伺服控制系统的需要不断扩大，促使液压伺服控制技术

5、迅速发展。特别是反馈控制技术在液压装置中的应用、电子技术与液压技术的结合，使液压伺服控制系统这门技术不论在元件和系统方面，还是在理论和应用方面都日趋完善和成熟，并形成了新的学科，成为液压技术的重要发展方向之一。液压伺服控制除了具有液压传动的各种优点外，还具有反应快、系统刚度大和控制精度高等优点，因此广泛应用于冶金、重型机械、锻压机械、起重机械、汽车、飞机、船舶和军事装备等方面。4液压弯辊力伺服控制系统液压弯辊控制系统属于典型的液压伺服控制系统，它可分为手动调节系统和自动调节系统两类。当采用手动调节系统时，弯辊力的大小是操作者根据对板形的观测、计算(包括使用计算机计算)或操作经验给

6、定的，而无主控量(板形)及干扰量的反馈调节。自动调节系统是由传感器检测弯辊力的变化，再反馈到计算机，由计算机对于液压系统的压力进行调节。显然，自动调节系统具有更高的精度。根据液压放大元件的不同，液压弯辊控制系统可分为泵控弯辊系统和阀控弯辊系统。阀控弯辊系统(节流式)是由伺服阀利用节流原理控制输入执行元件的流量或压力的系统；这种系统是利用电液伺服阀并通过压力传感器的反馈来控制弯辊缸的油压，既简单可靠，又能提高弯辊力的控制精度，故为目前弯辊系统中一种较好的控制方式。本文所研究的1450冷连轧机弯辊力伺服系统正是采用了液压伺服阀控制系统，其工作原理将在后面详加说明。25二、弯辊力电液伺

7、服系统的数学模型1弯辊力电液伺服系统的简化分析对于一个复杂的液压系统，在进行仿真以前应当对其作适当的简化，这是系统仿真关键的一个步骤。在简化过程中，去掉对于系统影响不大的因素，保留主要因素。一个系统如果简化地不好，导致方程过于复杂，将增加计算的难度，甚至造成病态方程，无法求解；反之，如果在简化时去掉了对系统影响较大的因素，将使得仿真严重失真，失去了指导设计的意义。本课题控制系统可简化为一四通阀控缸的模型。用差动缸控制钢板的轧制过程，需严格控制轧制弯辊力，使其保持一定值。要求精度高