电磁加热炉液压翻转装置翻转控制策略研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com、I訇化电磁加热炉液压翻转装置翻转控制策略研究StudyonturnovercontroIstrategyofhydraulicpressureturnoverdeviceofelectromagneticheatingfurnace涂福泉，曾庆兵，毛阳，李贺TUFu．quan，ZENGQing．bing，MAOYang，LlHe(武汉科技大学机械自动化学院冶金装备与控制教育部重点实验室，武汉430081)摘要：针对翻转缸动作过快损坏板坯表面质量及翻转动作过慢使止推臂不能有效支撑板坯等问题，提出了基于模糊神经网络

2、算法的预设定协调控制策略，建立了板坯翻转预设定运动轨迹模型，并对该控制系统进行仿真分析。结果表明，基于模糊神经网络算法的预设定协调控制策略使板坯翻转机构运行平稳、振动小、动态跟随性能好、定位准确，满足高牌号取向硅钢生产工艺要求。关键词：预设定协调控制；神经网络；模糊规则；速度一位移补偿；Simulink仿真中图分类号：TP13文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)Ol(I-)一0082-04Doi：10．3969／i．issn．1009-0134．2014．01(I-)．240引言本液压系统主要完成感应加热炉工艺动作，要求各缸运动平

3、稳、控制可靠方便、响应迅速，步进式加热炉生产硅钢时存在钢坯表面与芯因此主要控制元件选用比例阀，配合带内置位移部温差大、氧化烧损严重、加热效率低等问题⋯，传感器伺服液压缸，通过PLC系统构成闭环位置控实践表明，应用电磁感应加热炉能使上述问题得制系统，实现硅钢感应加热工艺动作要求。其中到很好的解决，因而电磁感应加热炉加热工艺成钢坯翻转液压回路控制方式为：钢坯翻转由两缸为I1前生产取向硅钢的必然趋势。然而大功率电驱动，满载超过20T，在钢坯翻起(0。-*90。)时液磁感应加热炉的制造技术含量高，世界上最先进压缸受力为惯性负载，钢坯翻转放下(0。-*90。

4、)硅钢制造公司日本新日铁对中国钢铁企业采取技时液压缸所受力为超越负载，所以两缸同步、启术封锁。为了提高我国取向硅钢的生产技术和产动刹车压力冲击、运动平稳、和下降过程中重力品质量，必须走关键工艺技术的自主创新、关键平衡是控制关键点，采用两台比例方向阀分别控设备的自主集成之路。制两个液压缸，通过检测液压缸各自位移传感器为了满足感应加热炉工艺动作(如图l所示)的位置信号进行反馈，构成两套置闭环系统，以要求，专门研制了一套液压板坯翻转装置，该翻保证同步动作要求。为防止钢坯翻转过程中出现转装置有六部分运动单元，这六部分运动单元都意外冲击，导致管路元件损坏，在

5、两液压缸的进由液压系统实现控制，每部分运动单元都分别采出口上增加安全阀进行缓冲，保证系统安全；同用油缸作为执行元件来驱动负载，板坯翻转液压时，为防止钢坯翻转放下(90。一0。)时加速下降系统原理如图2所示。v(止推臂止推臂炉床翻转移动安全防伸出退回提升车后退坠装置翻转臂翻转移动翻转臂翻转移动厂]翻转臂继翻转移动车翻转臂炉床落下车前进翻转车后移f＼续翻转平移对中回转提升0图1板坯进炉运动时序图收稿日期：2013-09-23基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175388)；冶金装备及控制教育部重点实验室开发基金项目(2013A08)作者简／i"：

6、涂福泉(1970一)，男，湖北孝感人，副教授，博士，主要从事液压技术、机电一体化方面的科研和教学工作。[821第36卷第1期2014—01(上)学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com、llI5似将式(2)代入式(3)可得’，2。另外，令P=c，c为常数。．一▲I1．2控制算法实现II虽然采用FNNC控制器能较好地实现轨迹跟踪，但是由于系统难免会受到外界干扰，这时会引起翻转机构与止缸机构不同步，依靠各自的OB(OF)：液压缸活塞杆，AB(AF)：板坯闭环回路回复同步，会引起较大的冲击。考虑到图4t时刻板坯位置示意图系

7、统具有多耦合、非线性且数学模型难以建立特点，于是提出了带速度一位移补偿的预设定控制则DE间的距离为934—863=71mm，止推臂的策略。其基本思想是通过补偿控制器的输出与各末端在板坯上由C点运动到E点并停止不动，即板闭环控制器的输出联合控制，达I!I~I互间的作用坯在垂直位置不动，否则，板坯可能由于惯性作力恒定的目的。为了实现控制目标，板坯的翻转用向前倾倒造成事故。图4中，O点为翻转缸的原角度由安装在翻钢机构上的角位移编码器计数所点，OB为t时刻翻转缸活塞杆伸出的长度，OF是得，止推臂水平位移由安装在止钢机构上的光栅活塞杆末端沿以AB为半径的圆弧

8、BF运动所伸出的编码器测量。长度，而执行机构常用的运动形式有等速运动、控制原理图如图5所示，X1、2、X3、为预设余弦加速