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四辊轧机电液辊缝系统变刚度建模与控制研究 1).pdf
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
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