APC位置自动控制

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1、APC位置自动控制几个基本概念：1.位置自动控制——在指定时刻将被控对象的位置自动地控制到预先给定的目标值上，使控制后的位置与目标位置之差保持在允许的偏差范围之内的控制，通常简称为APC。由于所要求的位置量是预先给定的，所以又称为预设定位置自动控制，或叫作APC设定。在自动控制技术中，预设定位置自动控制是主要的控制方式之一。2.根据采用的控制装置不同，APC设定可分为：DDC-APC——当自动控制系统实施数字控制时的位置控制。SPC-APC——当采用存储程序控制装置(SPC)进行的位置控制。PLC-APC——用可编程序控制器(PLC)进行的位置控制。3.应用场合加热段：如炉前钢坯定

2、位、推钢机行程控制、出钢机行程控制。轧制段：如立辊开口度设定、侧导板开口度设定、压下位置设定、轧辊速度设定、宽度计开口度设定等。其他：如夹送辊辊缝设定、助卷辊辊缝设定等3.1位置自动控制系统的基本组成和结构一、APC系统的基本组成（以压下位置自动控制系统为例）二、APC系统的的结构由于采用了数字计算机，所以此系统是一个采样调节系统，系统的方块结构简图下图所示。3.2位置控制的基本要求和控制的基本原理一、位置控制的基本要求1.电机速度图的常用类型：等加（减）速度和指数加（减）速度，电动机的速度控制一般是按梯形速度图进行的。2.位置自动控制的基本要求为了准确地对轧制设备进行位置控制，

3、一般对位置自动控制有以下几点要求：电动机转矩不得超过电动机和机械系统的最大允许转矩；(2)能在最短时间里完成定位动作，并且定位符合规定的精度要求；(3)在控制过程中不应产生超调现象，并且系统应稳定；(4)由于计算机是通过软件进行控制的，所以还要求控制算法简单。为了满足上述要求，必须按最佳控制曲线来进行控制。二、位置控制的基本原理理想定位过程的理论分析和控制算法（1）理想定位过程设：位置偏差为S；位置的初始偏差为So；被控对象的最大线速度为vm；最大允许加速度和减速度都为am。→电机以am启动，使被控对象能迅速移动到所要求的位置上，消除位置偏差→使S=0。（2）理想定位的控制算法①加

4、速阶段：位置偏差量电机达到vm的时间在t1时间内所消除的位置偏差为则此时的位置偏差量②减速阶段：要使S=0，且尽快达到，必须综合考虑，即电机以vm继续移动到什么时候进行减速，是一个很关键的问题。通常解决的方法是采用最大允许加速度和最大允许减速度相等的原则。∴在减速阶段移动的距离=加速阶段移动的距离，即：S2=SO-S1，那么速度减到零时，必定到达所要求的设定位置，即S=0。③操作过程——分3个阶段1）首先以最大加速度am，加速到v=vm；2）维持v=vm运行直到S2=;3）从处开始，以最大减速度am减速，直到v=0，S=0。2.系统实际情况分析及其控制（1）系统实际情况：受采样控制

5、和传动装置响应滞后的影响，使得切换时间不可能正好是理想减速曲线的减速点，产生减速切换过迟的情况，而减低位置控制的精度。（2）问题的解决——采用双保险措施：即在S=0附近的“抱闸”有效范围内，依照的规律，综合考虑相关因素，通过经验+试验的方法，查找出一个小且合适的常数，使dv/dS=k，于是在位置设定值附近v的变化较小，而易于减速切换。当k确定后，则按v=ks判断开始减速，此时其减速度设为：相应的最大的减速度：；而系统的最大加速度是，故应分别进行讨论。也即分：和讨论。（3）速度整定曲线：将理想减速过程的关系中的各切换点以折线连接所表示的速度与位置偏差之间的关系曲线，他是位置控制量实际

6、计算的依据。实际位置控制时，减速时的位置偏差量控制信号的计算就是按该条件下的速度整定曲线进行的。3.3提高位置控制精度和可靠性的措施一、间隙的消除由电机驱动的被控对象，存在有齿隙，如减速齿轮传动中、位置检测环节（如自整角机发信机）中的被控对象是通过齿轮箱与电动机相连。为了消除间隙对位置设定精度的影响，位置自动控制系统在对某些控制回路（如带钢热连轧机的出钢机的控制、压下位置设定、立辊开口度设定、侧导板开口度设定等）设定时必须保证设备按单方向进行。方法是：不论位置设定值是在当时实际位置的前方还是后方，计算机总是使电动机最后停止前的转向为某一规定方向。例如规定某方向为正向，那么如果位置设

7、定值在当时实际位置的后方，然后再正转，调到所要求的位置上。这样就保证了设备在任何情况下，都能在固定的运动方向上停车，从而消除了间隙对位置设定精度的影响。二、重复设定由于惯性的作用，虽然偏差值S已达到精度要求，但设备位置仍在继续移动，结果会引起设定产生误差。解决方法是：在位置自动控制过程中，通常要连续进行三次设定，只有当连续三次检测的偏差值均达目标要求，才判为设定完成。三、启动联锁条件的检查当DDC计算机得到目标值之后，首先要检查该目标值是否合理，即检查它是否处于设备位