四辊轧机电液辊缝系统变刚度建模与控制研究 1).pdfVIP

第31卷第1期 武汉科技大学学报(自然科学版) V01．31，NO．1 WuhanUni．of Science 2008年2月 J．of Sci．＆Tech．(NaturalEdition) Feb．2008 四辊轧机电液辊缝系统变刚度建模与控制研究 金晓宏，夏敏，童云春，陈亚琛，雷琴，怀猛 (武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉，430081) 摘要：针对轧机压下缸行程变化带来的变刚度问题，借助轧制区动力学关系的引入，讨论了四辊轧机辊缝控制 的机电液系统数学模型和控制要点。通过仿真与实测对比，验证了模型的有效性；以全工况下系统响应特性 一致为目标，通过引入位移正反馈补偿，得到了改善大范围变刚度辊缝控制系统响应的方法f实测数据表明， 所述方法能满足目标要求。最后简要讨论了用于提高板厚精度的自适应模型控制方法，并给出了实例。 关键词：液压变刚度；自适应；辊缝控制；四辊轧机 中图分类号：THl37．3文献标志码：A 文章编号：1672—3090(2008)01—0064—05 绝大部分现代轧机的辊缝位置设定和轧制过 示数字控制器及其算法；压下缸安放在上支承辊 程的厚度控制都通过液压位置控制(Hydraulic轴承座与牌坊顶面上自位臼之间，活塞杆相对于 Position Control，简称为HPC)系统来实现。实缸体的位移z。由位移传感器检测。 际中，一方面由于磨辊和板厚规格需要使上下辊 系刚度变化及压下缸行程改变，压下缸行程位置 不同，液柱刚度不同，因而轧制时轧机实际总刚度 与压下缸液压刚度密切相关；另一方面，当辊缝波 动量较大时，压下缸负载流量波动也大，电液伺服 阀流量增益随负载流量变化。目前轧机辊缝控制 ．系统建模由于出发点各有不同，因而有如下不足： ①没有考虑液柱刚度变化[1~1叼及由此带来的问 图l AGC系统原理示惫图 题；②模型将上下辊系进行对称处理[1’2]，与上下 1．1 HPC流体动力数学模型 辊系实际有出入；③现有模型将轧制力作为常值 记阀口开口量为z，，当z，≥0时，受控腔V。 干扰[6~1引，实际上轧制力与板厚、板宽和材料塑 进油，腔内压力P。增高，柱塞下压，z。增大；当z， 性刚度等因素密切相关。因此，探讨辊缝HPC O时，柱塞上抬，活塞杆腔通入P，的恒定低压 系统在轧制规格和辊系尺寸全范围的变刚度、变 油，参见图3。 参数条件下的建模以及其控制实现问题，对高精 (1)加法器信号为 度板材轧制显得十分有意义。 eg—ei—ef (1) 1 数学模型 式中：e；为输入，V；ef为位置反馈信号，V。 (2)SV阀口开口量为 图l为AGC系统原理示意图。图1中，实线 z，(s)一[K。／(s2／叫：，+ 部分为HPC，其中G。为校正环节，SVamp为直 2岛，s／(￡’。+1)]K。e。 (2) 流伺服放大器，SV为电液伺服阀，Gr为位移传感 式中：K。，为SV开口增益，m／A；御