基于Matlab的轧机AGC伺服油缸试验技术研究.pdf

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1、基于Matlab的轧机AGC伺服油缸试验技术研究口江向栋口赵春涛口王旭永1．上海交通大学机械与动力工程学院上海2002402．宝山钢铁股份有限公司设备部上海201900摘要：对轧机AGC伺服油缸试验系统进行研究，设计了试验系统的基本结构，并分析建立了试验系统的数学模型。通过Matlab软件对建立的试验系统数学模型进行仿真，寻找对系统稳定性、精确性产生影响的相关因素，从而对试验系统的建立起到指导改进的作用。关键词：AGC伺服油缸试验系统系统仿真中图分类号：TH137．9文献标识码：A文章编号：1000—4998(2013)01—0075—03轧机液压AGC(AutomaticGauge

2、Contro1)系统是度自动厚度控制，压下油缸必须具有位移精度高、稳定机、电、液综合系统，由于采用电液伺服技术，使液压性好、灵敏度高等性能，为此，压下油缸有很高的制造AGC动态响应速度得以大幅度提高．厚度控制所需的精度。时间大大缩短由于液压AGC具有快速响应的特点，较完整的压下油缸试验装置由模拟机架、位置传所以在现代轧机压下系统中得到了广泛应用在轧机感器、压力传感器、液压站、伺服阀块、电控装置、计算液压压下系统中．液压AGC的动、静态品质的好坏直机、打印机、微机、绘图仪等组成。在该测试装置中，压接影响系统的稳定性、响应的快速性和控制精度。而液下油缸放在模拟机架窗口下平面上．活塞杆与机

3、架上压AGC系统的响应及控制精度．在很大程度上又取决平面间放入垫块．用来限定活塞行程或确定油缸的油于AGC伺服油缸垫厚度。变换垫块材料还可改变机座总刚度。液压站输出的高压油通过伺服阀进入压下油缸活塞腔．活塞杆1液压AGC原理腔直接与液压站的低压油输出口相连。单片计算机控轧机液压AGC系统主要控制原理即为给定其初制装置发出指令通过伺服阀来控制活塞运动．安装在始辊缝值的调整设定信号。经过PID控制器和伺服放压下油缸上的位置传感器不仅显示活塞位置．还可反大器后．把电信号送给电液伺服阀．然后电液伺服阀动馈活塞位置信号．通过单片计算机控制装置组成液压作．随即就会有一个相应的流量输出，驱使液压缸

4、动压下的位置调节系统单片计算机控制装置给出阶跃作．轧机工作轧辊跟随动作。当液压缸移动到设定值要信号．即可测出压下油缸位置控制的液压压下系统阶求位置后．位移传感器发出反馈信号并与设定值信号跃特性给出正弦信号．即可测出系统频率特性。测试进行比较．当两个信号相等时．输出信号为0，轧辊停结果可由打印机直接打出．还可经微机处理由绘图仪绘止运动，调整轧辊结束。在轧制过程中，若当轧制力发出所需图形安装在压下油缸上的压力传感器同样也可生变化时．通过压力传感器发出信号．经校正放大器与组成液压压下调节系统在该测试装置上可进行压下油设定值比较．如果有误差．此误差信号输入到电液伺服缸的内部泄漏、外部泄漏量测

5、试、耐压试验、摩擦力、最阀中．再调整油缸位置．使其轧制力符合原来给定的要低启动压力、低速性能试验，也可进行动态特性试验。求。压下油缸的位移．通过位移传感器将位置信号转换3液压AGC试验系统传递函数为电压信号．再经放大器给电液伺服阀一个差动电流信号．这时电液伺服阀便有一相应的流量输出．实现了根据液压压下系统的负载特性分析结论．应用阀缸位置的精确定位⋯线性化流量方程、液压缸流量连续性方程、液压缸与负载的力平衡方程3个基本方程．可以推导出液压压下2液压AGC伺服油缸试验装置设计伺服阀控缸位置系统的传递函数I3_AGC伺服油缸是轧机液压压下装置的关键部件．3．1伺服阀线性化流量方程压下油缸性

6、能好坏直接影响到AGC系统的控制精度．在液压AGC系统中．目前普遍采用将一路输出口从而影响板、带材的轧制质量。为实现板、带材的高精封闭的四通流量伺服阀作为压下油缸的控制元件．在此对这一控制阀的流量特性进行分析。收稿日期：2012年8月机械制造51卷第581期2013／1固轧机液压压下对微分方程进行拉氏变换．得：AGC系统的液压A1尸l2)=朋Y+Bcsy+KLl，+F(6)原理如图l所示式中：A为压下油缸有杆腔面积，m：；坼为轧机等效压下油缸的无杆腔质量，kg；Bc为轧机当量阻尼系数，N·s／m；KL为负载弹与伺服阀输出油口簧刚度．N／m：F为外负载力，N。连接．有杆腔与比3．4液压

7、压下位置系统开环传递函数例减压阀连接液根据上述阀线性化流量方程、液压缸流量连续性压压下AGC系统方程、液压缸与负载的力平衡方程3个基本方程．可以中．一般将一个出得出液压压下系统开环传递函数方框图(如图2所油口堵死的四通阀示)，伺服阀通常用振荡环节来近似。代替三通阀作为控制阀使用由于伺服阀阀芯离开中位时．只有一个节流阀口开启．另一个阀口关闭．压力一流量特方框图中：为阀控缸增益，K／(KK。)；K性方程线性化表达式可以简写为：为阀控缸总流量一压力系数，K=K．