水平摆动式纠偏系统的建模与仿真

论文摘要

在国内外带钢连续生产中,带钢板形、机组速度、带钢张力、设备制造安装精度等都会引起带钢的跑偏。带钢跑偏对带钢生产和产品质量都会造成很大的影响。于是,在高速运转的机组中,纠偏系统已成为冷轧带钢处理机组中必不可少的设备,防止带钢跑偏是目前急待解决的重大技术难题。而纠偏系统的结构及工艺操作参数的合理选择是提高纠偏效果的关键技术。本文主要是以某硅钢厂连续退火机组中活套段水平摆动式纠偏系统为研究对象,深入开展对纠偏系统的数学模型、控制方式和响应速度的研究,运用仿真软件对纠偏系统的控制框图进行了运动仿真,并建立了纠偏系统的分析验证方法、总结了影响纠偏系统性能的主要因素,为指导此类纠偏装置的设计和改进,具有较强的现实意义。论文利用液流流量方程、液流连续性方程、牛顿力平衡方程和滚动摩阻定律,实现了对纠偏系统的三个子系统(检测系统、控制系统、执行机构)中主控制系统的数学建模;运用三角形三边定律,实现了纠偏系统的纠偏执行子系统的数学建模;以实际纠偏系统的基本参数为依托,利用仿真软件得出了带钢纠偏量(系统输出)随时间变化的关系图和浮动机架随时间变化的摆动波形图。经分析表明,通过改变系统的无效容积、尽量减少系统管道中的油液质量、尽可能地减少管道长度、尽量避免使用软管,防止空气混入油液当中等措施,可以对系统的响应速度和稳定性进行优化。本系统的建模方程和仿真过程对同类结构形式的纠偏系统的建模与仿真有重要的借鉴作用,对同类结构的纠偏系统的设计及工艺操作参数的选择提供了一定的理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 带钢跑偏的原因分析
• 1.1.1 带钢板型的影响
• 1.1.2 设备制造精度的影响
• 1.2 带钢跑偏对机组运行的影响
• 1.3 减少带材跑偏的措施和跑偏控制方法
• 1.4 国内外纠偏系统应用现状
• 1.5 本论文的主要研究内容
• 第二章 纠偏系统的组成及工作原理
• 2.1 纠偏系统的组成
• 2.1.1 检测系统
• 2.1.2 控制系统
• 2.1.3 纠偏执行系统
• 2.2 纠偏系统的各子系统功能的实现及工作原理
• 2.2.1 检测原理
• 2.2.2 控制原理
• 2.2.3 纠偏原理
• 2.3 本章小节
• 第三章 纠偏系统数学模型的建立
• 3.1 系统建模概述
• 3.2 纠偏控制系统的数学建模
• 3.2.1 检测系统数学模型
• 3.2.2 伺服液压系统（阀控缸）的数学模型
• 3.3 系统的纠偏执行机构模型
• 3.3.1 带钢在辊子上的运行情况分析
• 3.3.2 运行原理图
• 3.3.3 模型分析
• 3.4 摆动架与液压缸的运行模型
• 3.5 参数的确定
• 3.5.1 系统的已知参数
• 3.5.2 伺服阀参数
• 3.5.3 各环节未知参数的确定
• 3.6 本章小节
• 第四章 纠偏系统的运动仿真
• 4.1 系统仿真概述
• 4.2 系统一般仿真流程
• 4.3 系统方框图
• 4.4 仿真波形图
• 4.5 本章小节
• 第五章 系统模型分析
• 5.1 系统特性分析
• 5.2 提高系统响应速度和响应精度措施
• 5.2.1 提高阀控缸的灵敏度
• 5.2.2 提高液压固有频率
• 5.2.3 确定液压缸的额定行程
• 5.3 本章小节
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文