液压伺服活套装置的动态特性研究

摘要

在热连轧生产线上，为了快速吸收轧制过程中产生的套量，并保证一定的张力，特设定了活套转动装置。在生产过程中，当套量值偏离设定值，需要调节轧制线电机的速度以满足工艺需求；当张力偏离设定值时，需要调整液压伺服系统，以保证张力恒定。目前，国内对活套装置的研究比较少，对液压伺服活套的研究就更少，因此对该设备和系统的优化设计及改造能给企业和社会带来较大的效益，促使国内企业开始进行自主研发和设计，为设备的国产化提供理论依据和技术支持。
　　 本论文依托中国第二重型机械集团公司设计院项目“热连轧机组中的活套装置伺服系统设计”，对其液压伺服系统的动态特性进行分析和研究，主要工作如下：
　　 ①介绍活套转动装置工作原理及控制模式
　　 分析活套转动装置工作原理和负载模型，获得转角与油缸的位移、负载与油缸的位移均为非线性关系，得出系统负载特性。
　　 ②液压伺服系统动态特性研究数学模型的建立
　　 以液压仿真理论为基础，研究伺服系统的原理并进行简化，建立传感器、负载、伺服阀、液压油缸等关键环节的数学模型，并依据手册确定主要参数值，为动态特性分析奠定基础。
　　 ③研究该液压伺服控制系统的动态特性
　　 根据已建立的数学模型，运用MATLAB软件的工具箱SIMULINK建立动态结构框图，编制对应的参数文件，以实现数学模型，研究系统的“稳、快、准”特性；同时可通过仿真，研究各参数对系统的影响程度，找出影响整个系统的薄弱环节，为优化系统奠定基础。
　　 ④研究先进控制策略，引入PID控制手段对系统进行分析
　　 主要引入PID控制策略，研究系统的动态特性，并与未引入策略之前的控制系统动态仿真结果进行比较，得出相应的结论。
　　 经过一年多的研究，本论文的研究成果已交付中国第二集团公司，通过该公司工程项目的验证，证明了研究成果的准确性和正确性，大大提高了该单位设计活套装置系统的效率和质量，具有较大的工程意义!

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1活套装置概述

1.1.1热连轧活套技术的发展

1.1.2活套装置的工作原理

1.2电液伺服控制系统及伺服阀

1.2.1电液伺服系统的组成和分类

1.2.2电液伺服阀的特点及应用

1.3液压仿真技术的发展

1.3.1液压仿真技术的现状

1.3.2液压仿真技术的发展趋势

1.4本课题的研究内容及关键技术

2活套装置动力学分析及模型线性化处理

2.1活套装置模型简化

2.2活套套量及力矩计算分析

2.3负载模型的线性化分析

2.3.1线性化分析理论及技巧

2.3.2线性化分析结果

2.4本章小结

3液压伺服系统中的数学模型

3.1仿真数学模型建模理论

3.2活套装置液压系统分析

3.3数学模型的建立

3.4相关参数的确定

3.5本章小结

4液压伺服系统动态特性研究

4.1液压伺服系统动态特性分析基础理论

4.1.1动态特性研究软件介绍

4.1.2动态特性的评判指标

4.1.3数学模型的实现

4.2液压伺服系统动态品质研究

4.2.1活套装置高度伺服系统分析

4.2.2活套装置张力伺服系统分析

4.3活套张力控制系统扰动分析

4.4液压伺服系统动态特性影响参数的研究

4.5本章小结

5 PID策略在液压伺服系统中的应用

5.1 PID技术的原理

5.2数字PID控制及应用

5.3数字PID技术在活套装置液压伺服系统中的应用

5.4本章小结

6结论

致 谢

参考文献

附 录