连铸机结晶器振动液压系统通用模型分析

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1、2013年2月机床与液压Feb．2013第41卷第3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．03．034连铸机结晶器振动液压系统通用模型分析黄松，许益民，杜昌元，周飞宜，房小立(武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081)摘要：对连铸机结晶器振动液压控制系统模型进行分析，推导了该系统各个环节的传递函数，给出其通用模型；对该系统进行时域和频域的动态仿真，重点分析PI参数对系统的影响，找出了优化参数，对结晶器控制系统的参数调

2、整具有指导意义。关键词：连铸机；结晶器；位置控制系统；PI控制中图分类号：TM934文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)3—121—3AnalysisonGeneralVibrationHydraulicSystemModelofContinuousCasterCrystallizerHUANGSong，XUYimin，DUChangyuan，ZHOUFeiyi，FANGXiaoli(CollegeofMachinery&Automation，WuhanUniversityofScience&Tech

3、nology，WuhanHubei430081，China)Abstract：Thehydrauliccontrolsystemofcontinuouscastercrystallizerwasanalyzed．Thetransferfunctionofeachpartwasde—dueed．Thegeneralmodelofthesystemwasgiven．Thendynamicsimulationsintimedomainand~equencydomainweremade．TheinfluencesofPIpar

4、ametersOilthesystemwereanalyzed，andtheoptimalparameterswerefoundout，whichhadguidingsignificancefortheadjustmentofcrystallizercontrolsystemparameters．Keywords：Continuouscaster；Crystallizer；Positioncontrolsystem；PIcontrol连铸机结晶器振动的目的是防止拉坯时坯壳与结为：活塞杆直径d=80mm，油缸行程s=20

5、mm，液晶器粘结而发生粘挂拉裂或拉漏事故，以获得良好的压缸活塞直径D=135mm，负载质量m=18．47t。位铸坯表面质量。结晶器振动系统采用液压技术后，可置传感器量程z=0～20mm，对应输出信号为=方便调整振动参数，使结晶器振动装置结构简单，传4～20mA，伺服阀型号为D634-514A。力均匀，提高了产品质量。连铸机振动液压控制系统本质上是位置控制系1结晶器振动液压系统原理图统，其传递函数方框图如图2所示。AuH：．qv图1所示为连铸机振动液压控制系统原理图。—医——塞—望H．竺竺H．薹耋．．I2位置控制系统建模

6、与分析2．1位置控制系统执行元件建模与分析212程上将忽略弹性负载时液压缸和被控制对象看作为一个二阶环节与积分环节的组合。该组合的传递函数为：式中：∞为液压缸一负载质量系统的固有频率图1连铸机振动液压系统原理图(rad／s)，tOh=232．7rad／s；该振动液压系统主要由位置传感器、液压缸、伺8为液压缸一负载质量系统的阻尼比，取值服阀、控制器和放大器及负载等组成。取系统参数8h=0．15；收稿日期：2012—01一l8作者简介：黄松(1987一)，男，硕士研究生，主要研究方向为机电液一体化技术。E—mail：hua

7、ngsong335@163．‘con。·122·机床与液压第4l卷A为液压缸的有效作用面积，计算得的增益为：Ko=0．001A／V。Ah=AK=1．274X10一m。按系统的稳定性要求，初步求解闭环系统开环增2．2伺服阀建模与分析益的最大值K⋯，该公式由劳斯稳定判据确定：在工程实际问题中，将伺服阀看作一个二阶环K≤2∞⋯节。带有比例放大器的伺服阀的传递函数为：式中：为系统阻尼比。工程实践中，：0．05～0．2，文中计算取=0．1；W㈤==pv为液压缸的固有频率最小值(rad／s)，∞：to=237．2rad／s。⋯式中

8、：为伺服阀的负载流量增益(m／(s·A))，代人参数得：K=0．13m。／(S·A)；=qK2∞。i=2×0．1×237．2／s=47．44／s⋯为伺服阀的相频宽(rad／s)，山=251．2的最终值是由调试确定的，将最大增益K⋯=rad／s；47．44／s代入计算，可得出比例环节的最大增益为：6为伺服阀的阻尼比，取6=0．5。2