基于Simulink的热轧平整机电液伺服系统的研究.pdf

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1、2011年3月机床与液压Male．2011第39卷第6期MACHINETOOL&HYDRAULICSV0lI39No．61301：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．06．021基于Simulink的热轧平整机电液伺服系统的研究胡俊，孙天健(中冶赛迪工程技术股份有限公司流体系统部，重庆400013)摘要：以某热轧厂平整机为例，介绍平整机电液伺服系统压力闭环的组成及原理，分析系统各组成环节，分别建立其数学模型；并利用Simulink分析该控制系统的静、动态特性。分析结果表明：该液压控制系统稳定、可靠，满足设计要求。关键词：平整机；

2、电液伺服系统；压力闭环控制；Simulink中图分类号：TH271+．31文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011J6—068—3AnalysisofElectro-hdraulicServoSystemoftheHotRollingSkinPassMillbySimulinkHUJun，SUNTianiian(CISDIEngineeringCo．，Ltd．，Chongqing400013，China)Abstract：Thecompositionandtheoryofpressureclosedloopofelectro·hydraul

3、icservosystemofskinpassmillwereintro·-duced．Thecomponen~ofthissystemwereanalyzedandtheirmathematicalmodelswereestablished．Thestaticanddynamiccharac—teristiesofthissystemwereanalyzedbySimulink．Theresultsshowthatthehydrauliccontrolsystemisstable，reliableandmeetsthedesignrequiremen

4、ts．Keywords：Skinpassmill；Electro—hydraulicsel*vosystem；Pressureclosedloopcontrol；Simulink热轧平整分卷机组采用先进、实用的技术装备，对热轧后的碳素钢及低合金钢等带钢进行平整。平整后可以减轻或消除热轧过后的浪形，提高带钢的平直度；可以消除或减轻带钢的表面缺陷，以获得不同的带钢表面粗糙度。热轧平整实际上是小变形的冷轧过程，一般延伸率为0．5％一3％，有一定的延伸可以提高带钢的抗拉强度和硬度，以便消除屈服平台，提高深冲性能，防止加工时发生滑移线。由于液压伺服控制系统具有动

5、态响应快、控制精度高、稳定性容易保证、加速性能好、负载功率大等优势，目前平整机压下一般都采用液压压下控制方式；通过对液压缸的位置或力的闭环控制，克服轧件的不均匀性、平整机弹跳等因素，保持轧辊辊缝或轧制力恒定不变，从而获得较好的平整效果和品质优良图1平整机电液伺服控制系统组成的产品。1平整机电液伺服控制系统的设计平整机电液控制系统在生产准备和换辊的时候，为某热轧厂设计的平整机为四辊型式，两个工作能实现辊缝快速打开与闭合，满足位置同步控制；在辊和两个支撑辊，支撑辊由交流电机分别传动，压下轧制过程中，测定受各种因素影响产生的轧制力变化缸对上支承辊加载液压力，

6、实现对轧件的位置控制和并通过伺服控制系统进行精细调整，实现恒定轧制力压力控制。电液伺服系统由压下缸、位移传感器、压控制。下面以某热轧厂平整机为例，详细介绍其恒压力传感器、伺服阀和控制器等组成。平整机及电液系力闭环控制系统的设计。统组成如图1所示。平整机牌坊两侧各安装了一个压下缸，油缸参数收藕日期：2010—03—29作者简介：胡俊(1972一)，男，高级工程师，主要从事液压控制系统的设计和研究工作。电话：023—63546247，E—maJl：Jun．Hu@cisdi．corn．an。第6期胡俊等：基于Simulink的热轧平整机电液伺服系统的研究·6

7、9·+630／+500—190，压下速度≤2mm／s，退回速度≤51．3压力传感器选择mm／s，公称轧制力12．50MN，单个压下油缸出力精度小于等于满量程的±0．3％；量程为0～406．25MN。由于压下力很大，且精度和稳定性要求很MPa(p～P)；输出电流量程为4—20mA(，一高，液压系统一般采用三通阀控制不对称缸的模式。，m)。则压力传感器输出电流信号，(mA)与实际压压下缸活塞腔受控，压下缸活塞杆腔通恒定压力P，力量P(MPa)间的转化关系为：正常轧制时，P为低压，防止活塞杆腔吸空并提高控，一，，=(p—P⋯)+，Ⅲ制响应速度；换辊时P切换到

8、高压，用于提升压下Pmaxmin缸。1．4液压动力元件的动态特性平整机的压下有位置闭环控制和压