RH顶升阀控液压缸同步系统分析.pdf

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1、2016NO．3重型机械·97·RH顶升阀控液压缸同步系统分析张永锋，丘铭军，陈国防，宁博(中国重型机械研究院股份公司，陕西西安710032)摘要：针对RH顶升液压缸在顶升过程中的恒速、同步的技术要求，有针对性的建立了阀控非对称缸的simulink模型，利用速度负反馈PID和同步误差正反馈PID控制，实现了四缸稳定的恒速同步运动。关键词：阀控非对称缸；Simulink；同步误差；PID控制器中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—196X(2016)03—0097—06Analys

2、isofthesynchronizationliftingprocessbyRHlift-upcylindersZHANGYong-feng，QIUMing-jun，CHENGuo—fang，NINGBo(ChinaNationalHeavyMachineryResearchInstituteCo．，Ltd．，Xi’an710032，China)Abstract：Forthetechnicalrequirementsoftheconstantspeedandthesynchronizationof

3、movementduringtheliftingprocessbyRHlift-upcylinders，andforwhichthevalve—asymmetriccylindermodelisestablishedbymatlabsimulink，usingspeednegativefeedbackPIDandsynchronizationerrorspositivefeedbackPIDcontrol—lerstoachievestabilityconstantandsynchronousmo

4、vementofthefourlift—upcylinders．Keywords：valve—asymmetriccylindermodel；simulink；synchronizationerrors；PIDU日IJ吾RH炉外精炼设备是某钢厂主要的炉外精炼设备，其钢包顶升过程是由四个液压缸同步恒速工作，通过顶升台架将钢包顶起。其原设计同步回路来源于新日铁技术，由泵控同步马达来实现的(图1)，由于同步马达存在长行程同步误差较大(一般都超过30mm)和累积误差不可消除，启停冲击大，抗偏载能力差，更换

5、维修费用大等图1改造前原理图弊端。因此现改造成采用比例阀控系统来实现顶Fig．1Schematicdiagrambeforereformation升过程的同步和恒速问题，如图2所示。由原理图可以看出，在钢包提升缸的上升和统对称阀控制对称液压缸模型有很大不同，必须下降运动过程中，比例阀仅仅做单边节流控制，建立新的模型进行仿真研究。上升时的背压P2和下降时的驱动压P2由其他液1阀控非对称缸模型建立压元件控制，因此，此比例阀控液压缸模型与传目前，有关对称阀控制对称缸的传递函数和收稿日期：2015—11—

6、12；修订日期：2015—12—16动态特性分析的研究已经很成熟了，但由于对称作者简介：张永锋(1985一)，男，中国重型机械研究院股份公司工程师，研究方向流体传动与控制。阀和非对称缸的不相容性，需要对对称四通阀控·98·重型机械2016NO．3制非对称缸重新建立传递函数模型。Q=c(P-P2)一c+：+负载方程由流量方程可得：P=卵(P一P)等等南图2改造后原理图Fig．2SchematicdiagramafterreformationQL(s)=(c茜s)PL(s)+A5y(s)()Q(S)=

7、KqX(S)一KcP(S)(2)lPL(S)：(MS+BS+K)Y(S)+FL(Js)(3)由公式(1)～(3)可得出阀控非对称缸的传递函数方框图如图4所示图3阀控缸模型简图图4阀控缸传递函数Fig．3Schematicdiagramofvalve·controlledcylinderFig．3Transferfunctionofvalve—controlledcylinder图3是阀控非对称缸模型简图，和分化简方框图后可得输出l，与输人及外负别表示阀入口压力和出口压力，△P。和△P表示载力之间的

8、关系阀口压降，P，P分别表示液压缸杆腔和塞腔压力，表示负载压力，A表示杆腔环面积，A：y：表示塞腔活塞面积。一s(++1)设叼==式中，为总流量一压力系数。根据能量守恒，NL=Q。(P一P)，其中／4f1．A~K／M／3．B

9、v表示系统的功率，忽略泄露等因素，则等于，＼／+√缸的功率P=P1一22单缸恒速提升运动建模仿真藉由传统阀控对称缸的建模过程，可以得出在RH钢包提升过程中，要求提升台架的四阀控非对称缸的三大方程如下套液压缸可以根据工艺流程的不同采用不同的速—————一度匀速上