1450冷连轧机轧制力伺服控制系统的仿真.doc

项目汇报书 1450 冷连轧机轧制力伺服控制系统仿真分析班级:机电控制工程三班成员: 指导教师: 张伟、艾超日期: 201 3年 7月 9日目录一、绪论--------------------- 1 二、伺服缸设计、元件选型------- 2 三、系统数学模型建立---------- 5 四、仿真模型------------------ 8 五、系统特性分析--------------- 11 六、心得与收获---------------- 14 七、参考文献----------------- 15 1 一、绪论 冷连轧机发展状况近年来, 工业生产对冷轧薄板的需求量越来越大, 对成品质量的要求也越来越高。厚度偏差Λ是冷轧板带最重要的尺寸精度指标之一,Λ影响板带厚度精度的主要因素有: 来料本身性能变化所引起的厚度波动,如热轧板带厚度、硬度发生变化;轧机厚度控制系统调节时各设定参数发生变化, 如辊缝值、机架间张力、轧辊转速等Λ冷连轧生产的连续性和复杂性, 使在实际轧机上研究上述各因素对厚度精度的影响不仅十分困难而且费用昂贵,因此,研究高精度的冷连轧过程动态仿真系统具有重要现实意义。由于轧机自动化水平及对板带材的质量要求越来越高,对轧机执行机构及控制系统的性能要求也越来越高。目前,液压技术的应用程度和水平,已成为冶金设备水平高低的一项重要指标。 发展趋势在连轧工艺发展过程中,轧制过程模型研究一直为钢铁研究企业所重视,由于轧制内部机理十分复杂,目前对数学模型研究多集中在轧机体系模型,分析轧制过程中某一因素对厚度的影响,如张力、轧辊变形等,所建的模型缺乏全面、完整性。因此建立一个全面、完整、正确的机电一体化轧制模型,进行轧机体系在轧制过程中的实时动态研究是目前的研究趋势。 2 1450 冷轧机轧制力伺服控制系统中,以力作为被调量,该系统主要由力控制器,电液伺服阀,液压缸,压力传感器等组成。当指令装置发出的指令电压信号作用于系统时,液压缸便有输出力,该力由力传感器检测转换为反馈电压信号,与指令电压信号相比较,得到偏差电压信号。此偏差信号经力控制器放大后输入到伺服阀,使伺服阀产生负载压差作用于液压缸活塞上,使输出力向减小误差的方向变化,直至输出力等于指令信号所规定的值为止。在稳态情况时,输出力与偏差信号成比例。二、伺服缸参数设计、元件选型 设计参数序号参数项参数值单位备注 1最大负载力 750 t 2伺服缸行程 30 mm 3液压油源恒压油源恒压变量泵 4工作压力 25 MPa 5有杆腔背压 3 MPa 6油液密度 850 Kg/m 3 7油液粘度 32 mm 2 /s 7工作温度 40℃ 8压力检测范围 0-40 MPa 9压力检测输出有杆腔压力传感器 4-20 mA 10系统刚度 5e9 N/m 负载参数: 每个压下缸按照动能相等的原理进行质量和刚度的计算: m=20t ,k=m N 910 5?。最大压下速度 V1=5 s mm ,返程最大速度 V2=15 s mm 而负载的等效黏性阻尼系数 pB = 6510 ? 伺服缸设计、元件选型 液压缸的设计活塞面积活塞杆面积 A2 3 活塞面积:设活塞杆的面积 A2= 其中 A1为活塞的面积根据液压力平衡,可列出?? max 21211FAAPAP???得出 22132 .03055 .0mmA??,从而得出活塞的直径 d1=640mm, 活塞杆直径 d2= mm 590 640 85 .0??等效体积 30096 .003 .032 .0m V t??? 伺服阀的选择 阀的流量、频率计算选择液压阀主要依据阀的工作压力和通过阀的流量来确定,本系统的工作压力在 25MPa。最大流量: min 10 61 .164 .04 10 5 33231 max maxLs m AvQ????????????伺服阀的供油压力 Mpa PP 25 max????阀压降 Mpa PP 3 1???我国规定伺服阀的额定流量指在空载条件下阀的输出流量值;而国外,额定流量通常指负载压降为 7MPa 及额定电流下, 伺服阀的输出流量。伺服阀的流量规格为 min / '0LQ M???考虑系统的泄露等,将伺服阀流量增大 30% ,则伺服阀的额定流量为 min %130 LQ om???选阀 D661--120L/min 伺服阀选择的注意事项 4 除了流量规格之外,还应考虑以下因素: 1) 流量增益的线性要好,压力灵敏度大,但对力控制系统要求压力灵敏度较低为好; 2)不灵敏度、温度和压力