铝电磁铸轧特种电源控制系统的设计与实现

《铝电磁铸轧特种电源控制系统的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要铝电磁铸轧技术是一种高效、节能的铝带坯生产高新技术，它将特殊的电磁场引入连续铸轧区，改变铝熔体的凝固结晶条件，从而达到细化晶粒、提高铸轧带坯性能的目的。本项目属于国家863重大项目计划，其中铸轧特种电源控制系统的设计和实现是关键技术之一。针对电磁感应装置内部的独特结构，铸轧特种电源主电路以交一交变频主电路为基础，采用了一种改进的主电路结构形式，从根本上解决了环流问题。在控制方案上，选择电流为被控变量，设计了铸轧特殊电流波形控制方案，使输出电流跟踪给定函数的变化，获得良好的控制效果。论文阐述了控制系统的软、硬

2、件实现方案。硬件设计中采用“MCU+CPLD”结构作为控制核心，外围电路的设计采用模块化的设计思想，重点研究了晶闸管全数字双窄触发脉冲的形成与输出模块、模拟量输入处理模块、人机接口模块和通信模块等。在软件设计方面，重点研究了通信协议及通信软件、铸轧特殊电流波形发生器和全数字触发技术的实时性等三项关键技术。通信协议的制定及通信软件的设计是双总线结构网络控制系统的重要部分；采用软件实现的铸轧特殊电流波形发生器是实现控制方案的关键环节之一；基于MCU功能强大的TimerB模块和“分段+实时修正”的全数字触发技术，使得

3、全数字触发的实时性与控制精度大大提高。针对电磁感应装置难以建立精确数学模型的特点，系统采用模糊自适应PID控制算法，通过离线计算建立模糊控制查询表、在线修正PID调节器参数的方式，实现铸轧特殊电流波形的控制。仿真结果表明，采用模糊自适应PID控制算法可以有效地改善控制系统的动态性能，得到比常规PID控制更满意的控制效果。实验结果表明，本铝电磁铸轧特种电源控制系统的研究和设计达到了预期效果，负载电流波形比较理想，系统的成功研制有助于铝电磁铸轧技术的推广应用和提高铝材质量的进一步研究。关键词铝电磁铸轧；波形发生器；

4、全数字触发；模糊自适应PIDABSTRACTAluminumelectromagneticcasting—rollingisahighandnewtechnologywithhighefficiencyandlessenergy-consuming．Aluminumcrystalisrefinedandcasting-rollingstrip’Sperformanceisimprovedbyintroducingspecialelectromagneticfieldintocontinuouscasting-r

5、ollingzonetochangesolidificationandcrystallizationconditionformoltenaluminum．Aluminumelectromagneticcasting—rollingbelongsto863projectandcasting-rollingspecialpowersupplycontrolsystemisoneofkeytechnology．Becauseofparticularstructureofelectromagneticinduction

6、set，animprovedmaincircuitwhichbasedoncycloeonverterisadoptedandcirculationproblemiSsolvedradically．CurrentiSselectedascontrolledparameterandcasting—rollingspecialcurrentwavecontrolschemeisdesigned．Currentisforcedtotracereferenceandgoodcontrolperformanceisobt

7、ained．Thesoftwareandhardwareschemesofcontrolsystemareresearchedinthepaper．“MCU+CPLD”architectureiscontrolcore．Modularizationdesignphilosophyisadoptedindesignofperipherycircuitandsomemodulesareemphasizedinthepaper,suchasgenerationandoutputmoduleoffirringpulse

8、s，inputprocessmoduleofanalogsignals，communicationmoduleandhuman—machineinterfacemodule，etc．Communicationprotocolandcommunicationsoftware，casting-rollingspecialcurrentwaveformgeneratorandrealtime