液压弯辊阀控缸伺服系统的建模及仿真研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要液压弯辊阀控缸伺服系统的建模及仿真研究摘要液压弯辊系统作为一种最常用也最有效的板形控制手段，目前已成为轧机板形控制的核心技术。用仿真的方法解决液压弯辊系统的设计问题，从而弄清其设计思想和机理，为设备的国产化提供理论依据和技术支持，这无疑具有重要的实际价值。本文以与宝钢合作科研项目“液压弯辊阀控缸系统建模及仿真软件开发"为背景，针对东北大学国家重点实验室300mm四辊轧机液压弯辊系统为研究对象，应用MATLAB／Simulink建立了四辊冷轧机液压弯辊系统的仿真模型并编制了仿真软件。主要研究内容如下：(1)本文在了解液压弯辊控制系统原理、液压伺服系统的建

2、模方法及仿真的基础上，全面分析了课题中的液压弯辊系统，对系统进行合理简化，建立了适用于工程实际的数学模型。为提高建模的准确性，模型中尽可能多地考虑以往常被简化和忽略的非线性因素、外在干扰等对系统的影响。(2)运用MATLAB的Simulink工具箱建立液压弯辊控制系统的仿真模型，动态结构图与数学模型实现了一一对应，这种方式能为今后模型的不断改进提供方便；对液压弯辊系统进行仿真，得到开环系统Bode图及主要控制量的仿真曲线，在时域和频域内分析了液压弯辊控制系统的动态特性和稳定性。(3)针对东北大学国家重点实验室的四辊冷轧机，通过扫频法对弯辊油压闭环系统进行辨识得到辨识模型，辨识

3、模型的阶跃响应与实际响应情况吻合较好，表明辨识方法合理，辨识模型准确性较高。系统辨识为模型的修正和验证奠定了基础。(4)基于体积弹性模量的定义，设计了一种体积弹性模量检测装置。通过该装置实验测量了弯辊系统所用46#抗磨液压油和8mmII层钢丝软管的体积弹性模量，并拟合出了液压油体积弹性模量随压力变化的关系曲线。(5)基于MATLAB的GUI设计工具，编制可视化仿真软件，为相关工程技术人员提供良好的分析与设计工具。关键词：弯辊；伺服控制；仿真；测量；系统辨识；软件．II．东北大学硕士学位论文ABSTRACTStudyonModelingandSimulationofValveC

4、ontrolledCylinderServoSystemforHydraulicBendingRollSystemABSTRACTThehydraulicbendingrollsystem，asakindofmosteffectivestripshapecontrolprocess，hasalreadybecomethekeytechnologyusedinstripshapecontroloftherollingmillatpresent．Inordertofundamentallysolvethebasicdesignproblemforhydraulicbendingr

5、ollersystemandmakeideaandprincipleofthedesign，simulationmethodwasused．Thesimulationcanprovidetheoreticalfoundationandtechnicalsupportsforthedesignoftheseequipments．Thispaperwasapartofthecooperationproject“ModelingandSimulationSoftwareDevelopmentofValveControllingCylinderServoSystemforHydrau

6、licBendingRoll”betweenNortheastemUniversityandBaosteelGroupCorporation．Asabackgroundofhydraulicbendingrollsystemof300mmfour-highmillinTheStateKeyLaboratoryofRollingandAutomationofNortheasternUniversity,systemsimulationmodelshavebeenconstructedwithMATLAB／Simulinkandsimulationsoftwarehasbeend

7、esigned．Themainresearchcontentsandresultsareasfollows：(1)Onbasisofknowingabouthydraulicbendingrollercontrolsystemandmodelingmethodologiesandsimulationofhydraulicservosystem，thispapermadecomprehensiveanalysisonthecontrolsystemintheresearchproject，andthrou