无头轧制多级传动系统的建模与仿真

摘要

无头轧制技术是连轧设备工艺及技术方面的最新进展之一，主要应用于棒材和线材的连续轧制生产上。无头轧制多级传动系统是以三相交流电机作为钢坯运动的主要执行机构，以总线作为通讯基础，以变频器作为控制与放大的高阶、非线性、强耦合、时变的机电控制系统。
　　本文的研究内容是针对交流传动系统的，根据交流电机—变频器的设备配置，采用矢量控制方式，应该能够找到交流传动系统等效的直流机控制模型，便于上位机对其实现高效的智能控制。
　　由于异步电动机具有非线性、强耦合、多变量、高阶等不同于直流电动机的特性，本文首先从异步电动机的动态数学模型着手，根据坐标变换得出了异步电机按转子磁链定向的矢量控制系统；其次，完成对矢量控制下的交流电机—变频器构成的交流传动系统数学模型的建立，实现了系统的降阶、解耦，使转矩和磁链能够单独可控。最后，采用实验法得到等效的二阶直流机控制模型，并对整个系统进行数学模型的建立。
　　本文的研究是基于无头轧制模拟实验台来完成的。在该实验台的上位机中完成了Wincc6.0组态监控系统的建立，用来提供系统的实际数据。完成数学模型的建立后，需要对其进行验证。本文中主要使用Simulink对所建的数学模型进行仿真，并与组态监控系统中的实际曲线进行对比，以此来验证模型的准确性和可靠性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 无头轧制背景及其研究意义

1.2 无头轧制技术国内外研究现状

1.3 无头轧制系统的主要设备及工艺过程

1.4 无头轧制系统的关键技术

1.5课题研究的内容

第二章 无头轧制模拟实验台简介

2.1无头轧制实验台的构成

2.2控制程序的实现

2.3整个系统的工作过程

2.4本章小结

第三章 无头轧制模拟实验台组态监控系统的设计

3.1Wincc6.0的体系及功能

3.2组态监控系统的设计

3.3主要界面成果的展示

3.4 本章小结

第四章 交流传动系统动态数学模型的建立

4.1异步电机数学模型的建立

4.2电机-变频器数学模型的建立

4.3实验法建立数学模型

4.4本章小结

第五章 无头轧制多级传动系统实验法建模

5.1 模型的建立

5.2 模型的仿真与实验

5.3本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2展望

参考文献

附录A

附录B

攻读学位期间所获得的相关科研成果

致谢