1500軋機(jī)串輥技術(shù)分析

1500軋機(jī)串輥液壓控制系統(tǒng)仿真分析液壓控制系統(tǒng)三級(jí)項(xiàng)目答辯團(tuán)隊(duì)成員：張良?jí)眼シ宄讨t郭曉宇柏澤楠指導(dǎo)教師：趙勁松權(quán)凌霄214目錄content前言1主要元器件的選擇2閥控非對(duì)稱(chēng)液壓缸系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模3閥控非對(duì)稱(chēng)液壓缸位置控制系統(tǒng)特性分析4影響閥控缸系統(tǒng)頻率特性參數(shù)分析5總結(jié)6Page050815242731前言114選題背景及意義意義軋機(jī)串輥技術(shù)工作原理及作用2軋輥串動(dòng)的概念源于五十年代初期1974年日立公司采用軋輥串動(dòng)技術(shù),改造成首臺(tái)六輥軋機(jī)八十年代初,川崎公司將錐形輥串動(dòng)技術(shù)用到熱帶鋼軋機(jī)上1984年,首套CVC輥(連續(xù)可變凸度)成功如今,曲面軋輥串動(dòng)被公認(rèn)為是有生命力的技術(shù)工作輥的串輥能連續(xù)調(diào)節(jié)軋輥凸度,從而調(diào)節(jié)輥縫形狀,使其與所軋鋼板的斷面形狀保持一致,還能均勻工作輥磨損。目前在國(guó)際和國(guó)內(nèi)的板帶生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。514"c"位置軸向移動(dòng)行程越大則正凸度越大"e"位置軸向移動(dòng)行程越大則負(fù)凸度越大3“a”位置輥縫高度一致，保證板帶平直度工作輥或中間輥的輥面加工成S形瓶狀結(jié)構(gòu),兩軋輥大小頭在軋機(jī)上相互成180°方向配置,可以在軸向相反方向上移動(dòng)位置控制凸度2024/11/24項(xiàng)目研究目的及要求項(xiàng)目研究目的采用MATLAB、AMESim軟件仿真分析手段，通過(guò)本課題的完成，使學(xué)生對(duì)閥控非對(duì)稱(chēng)缸位置伺服系統(tǒng)的相關(guān)理論進(jìn)行更為深入的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)掌握以下知識(shí)點(diǎn)：1)閥控非對(duì)稱(chēng)缸位置控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；2)MATLAB、AMESim閥控非對(duì)稱(chēng)缸位置控制系統(tǒng)仿真模型建立；3)閥控非對(duì)稱(chēng)缸位置控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析(時(shí)域分析、頻域分析)；4)總結(jié)得出影響閥控非對(duì)稱(chēng)缸位置控制系統(tǒng)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)頻率的影響規(guī)律。71前言2要元器件選擇主52024/11/241液壓缸參數(shù)φ200/φ110/100mm/s非對(duì)稱(chēng)單出桿2伺服閥參數(shù)Moog公司型號(hào)為D634-383C/R24KO2M0NSX23位移傳感器美國(guó)MTS公司RH系列mm主要元件2024/11/241液壓缸的選用由液壓缸參數(shù)φ200/φ110/100，我們?cè)谶@里可以選用力士樂(lè)公司CDL1_型液壓缸，其工作參數(shù)如下:

2024/11/242伺服閥選用由設(shè)計(jì)要求可得:伺服閥選用Moog公司型號(hào)為伺服閥型號(hào)為D634-383C/R24KO2M0NSX2.。具有位置傳感器和線性力馬達(dá)的閥芯位移閉環(huán)控制是通過(guò)集成電路板實(shí)現(xiàn)的。2024/11/243傳感器的選用針對(duì)軋機(jī)閥控缸位置控制系統(tǒng),位移傳感器是決定系統(tǒng)性能指標(biāo)的重要一環(huán)。我們?cè)谶@里選擇美國(guó)MTS磁致伸縮線性位移傳感器RHM0250MD601A01,代表RH系列,M18X1.5螺紋,250mm行程公制,D60插頭,4-20mA輸出。性能參數(shù)技術(shù)指標(biāo)有效量程0~250mm供電24VDC重復(fù)性誤差<0.01%F.S非線性誤差<0.05%F.S遲滯<0.002%F.S溫度影響<0.01%F.S更新時(shí)間0.2~5ms傳感器主要性能參數(shù)2024/11/24慣性負(fù)載力可表示為:設(shè)慣性負(fù)載的位移x為正弦運(yùn)動(dòng)，即:式中:——正弦運(yùn)動(dòng)的振幅,即液壓缸行程100mm；

——正弦運(yùn)動(dòng)的角頻率，查閱相關(guān)資料軋機(jī)串棍運(yùn)動(dòng)角頻率2Hz；則有:所以:可得:最大功率點(diǎn)在供油壓力選定為31.5MPa的情況下，可由下式求出液壓缸活塞在最佳功率匹配情況下的活塞面積為:已知選定液壓缸活塞面積:,所以選定以上元件滿(mǎn)足功率匹配,符合設(shè)計(jì)要求。最大功率點(diǎn)的負(fù)載力:功率匹配驗(yàn)證元件選取131前言23系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模8主要元器件的選擇2024/11/24四通閥控制非對(duì)稱(chēng)液壓缸原理圖2024/11/24假定條件:（1） 閥為理想零開(kāi)口四通滑閥,4個(gè)節(jié)流窗口是匹配和對(duì)稱(chēng)的；（2） 節(jié)流窗口的流動(dòng)為湍流流動(dòng),閥中的流體壓縮性影響可以忽略不計(jì)；（3） 閥具有理想的響應(yīng)能力,閥芯的位移、閥壓降的變化所產(chǎn)生的流量變化能在瞬間發(fā)生；（4） 液壓缸為理想的單出桿液壓缸；（5） 供油液壓力Ps恒定,回油液壓力P0為零；（6） 所有連接管道都短而粗,流體質(zhì)量影響和管道動(dòng)態(tài)忽略不計(jì)；（7） 液壓缸每個(gè)工作腔內(nèi)處處壓力相等,油液溫度和容積彈性模量可看做常數(shù)；（8） 液壓缸內(nèi)、外泄露為層流流動(dòng)。2024/11/24設(shè)液壓缸左右兩腔的有效面積比為:,當(dāng)n=1時(shí)，液壓缸為對(duì)稱(chēng)液壓缸。液壓缸穩(wěn)態(tài)時(shí)滿(mǎn)足力平衡方程和流量連續(xù)性方程，既有:或?qū)憺?定義負(fù)載壓力為:負(fù)載流量為:（1）當(dāng)液壓缸做正向移動(dòng),即時(shí)1）伺服方向閥的流量方程為:2024/11/24負(fù)載流量公式:由上式可得:零位流量增益為:

零位流量壓力系數(shù)為:線性化流量方程為:流量連續(xù)性方程為:2024/11/24液壓缸力平衡方程:當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)速度時(shí)對(duì)閥控非對(duì)稱(chēng)液壓缸的三個(gè)基本方程進(jìn)行拉普拉斯變換得當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)速度時(shí)對(duì)閥控非對(duì)稱(chēng)液壓缸的三個(gè)基本方程進(jìn)行拉普拉斯變換得:2024/11/24四通閥控制非對(duì)稱(chēng)液壓缸的傳遞函數(shù)為:一般伺服位置控制系統(tǒng)是以慣性負(fù)載為主，而沒(méi)有彈性負(fù)載或彈性負(fù)載很小可以忽略。另外，粘性阻尼系數(shù)Bp一般很小，由粘性摩擦力引起的泄露流量所產(chǎn)生的活塞速度比活塞的運(yùn)動(dòng)速度小得多，即,因此其與1相比可以忽略不計(jì)。

2024/11/24在K=0，時(shí)，上式可以簡(jiǎn)化為:

——液壓固有頻率；

——液壓阻尼比；2024/11/24綜合考慮系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié),并忽略系統(tǒng)的外部干擾力作用,得出如下簡(jiǎn)化的系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖221234系統(tǒng)特性分析15前言系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模主要元器件的選擇2024/11/24系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型參數(shù)確定1伺服放大器增益Ka:2反饋增益Km:3伺服閥流量增益4伺服閥的固有頻率:5伺服閥的阻尼比:6閥控缸的增益:7缸的固有頻率:8缸的阻尼比:2024/11/24綜上，閥的傳遞函數(shù)為:對(duì)于閥控缸，忽略外部干擾其傳遞函數(shù)為:2024/11/24simulink仿真分析系統(tǒng)開(kāi)環(huán)仿真分析開(kāi)環(huán)系統(tǒng)2024/11/242024/11/24AMEsim仿真分析建立系統(tǒng)仿真模型圖2024/11/24（1）位移隨時(shí)間變化（2）流量隨時(shí)間變化（3）壓力隨時(shí)間變化12345系統(tǒng)頻率特性參數(shù)分析23系統(tǒng)特性分析前言系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模主要元器件的選擇2024/11/24動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性由傳遞函數(shù)式表示,傳遞函數(shù)由比例、積分、和二階振蕩環(huán)節(jié)組成,主要的性能參數(shù)為速度放大系數(shù),液壓固有頻率和液壓阻尼比。6.1放大系數(shù)由于傳遞函數(shù)中包含一個(gè)積分環(huán)節(jié),所以在穩(wěn)態(tài)時(shí),比例系數(shù)直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度和精度。提高它可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精度,但是系統(tǒng)的穩(wěn)定性變壞。其隨閥的流量增益變化而變化。在零位工作點(diǎn),閥的流量增益最大,而流量壓力系數(shù)最小,所以系統(tǒng)的穩(wěn)定性最差。故在計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí),應(yīng)取零位流量增益。在計(jì)算系統(tǒng)的靜態(tài)精度時(shí),應(yīng)取最小的流量增益,通常取時(shí)的流量增益。5系統(tǒng)頻率特性參數(shù)分析6總結(jié)123427系統(tǒng)特性分析前言系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模主要元器件的選擇14基于JSP的杭州天月在線音響銷(xiāo)售系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)答辯人:xxx結(jié)論28針對(duì)電液比例伺服綜合試驗(yàn)臺(tái)閥控非對(duì)稱(chēng)液壓缸位置閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立、參數(shù)計(jì)算、仿真研究,可以得出該部分實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足綜合實(shí)驗(yàn)中位置控制動(dòng)靜態(tài)特性試驗(yàn)。采用伺服比例閥作為閥控缸的控制元件,具有抗污染能力強(qiáng),響應(yīng)快,可替代伺服閥作為控制元件使用。采用油缸內(nèi)部磁致伸縮式位移傳感器,可有效的減少安裝空間,提高運(yùn)行可靠程度,提高測(cè)量精度。采用增加人工泄漏阻尼孔的辦法,可有效的調(diào)節(jié)系統(tǒng)泄漏量,從而調(diào)節(jié)阻尼比。通過(guò)仿真研究,系統(tǒng)供油壓力(開(kāi)環(huán)放大倍數(shù))與阻尼比及固有頻率對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性,響應(yīng)速度均有很大影響,針對(duì)實(shí)際的電液比例伺服綜合試驗(yàn)臺(tái)的真實(shí)數(shù)據(jù),得出的數(shù)據(jù),圖表,曲線有一定的實(shí)際參考價(jià)值。為日后即將進(jìn)行的設(shè)備調(diào)試提供了理論依據(jù),本論文中對(duì)參數(shù)獲得的討論,也對(duì)相關(guān)課題研究及實(shí)際生產(chǎn)調(diào)試有借鑒意義。2024/11/24參考文獻(xiàn)［1］孔祥東，王益群.控制工程基礎(chǔ)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.［2］王春行.液壓控制系統(tǒng)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995.