论文摘要
钢厂炼钢生产线中大型烧结机的任务是向炼铁高炉提供成分和力度都合格的成品烧结矿,供给高炉冶炼铁水用。烧结机布料炉门布料是最重要的工艺环节,给料均匀性和烧结面积,直接影响烧结矿的质量和产量。传统使用的布料炉门的调节机构是通过步进电机驱动实现的,经常出现断轴现象,结果造成电机使用寿命短,由于布料炉门容易出现卡阻,所以事故点较多,对生产过程造成很大影响,也难以实现可靠的自动控制。根据烧结机布料炉门的运动要求,本文开发了一种新型的同步控制液压比例系统来代替步进电机完成对布料炉门开启度大小的调节,从而实现对烧结机布料门炉门开度的检测和控制。全文的主要研究内容如下：设计了烧结机布料炉门开度控制系统；介绍了烧结机布料炉门开度控制系统的阀控缸原理；根据阀的流量方程、流体的连续性方程和液压缸的力平衡方程推导了烧结机布料炉门开度控制的对称阀控非对称缸系统的数学模型。在此基础上,根据对称阀控非对称缸系统在活塞杆伸出和缩回方向的特性不同的特点,分别讨论了烧结机布料炉门开度控制系统在活塞杆伸出和缩回方向的稳定性。结果表明,所设计的烧结机布料炉门开度控制系统满足奈奎斯特稳定判据,具有足够的稳定裕量。介绍了PID控制原理,给出了PID控制的结构形式,讨论了位置式PID算法的抗积分饱和措施,并探讨了PID控制参数的整定方法。在此基础上,利用建立了烧结机布料炉门开度控制系统的仿真模型,并进行了阶跃响应与同步控制的仿真分析。结果表明,扰动施加前,PID控制能获得理想的控制效果；扰动施加后,活塞杆伸出和缩回两个方向的同步误差均明显增大了。阐述了模糊自整定PID的控制原理,讨论了模糊PID控制的参数整定问题,设计了烧结机布料炉门开度控制的模糊自整定PID控制器,并建立了基于模糊自整定PID控制的烧结机布料炉门开度控制系统模型。在此基础上,进行了布料炉门同步控制的仿真分析。结果表明,由于在模糊自整定PID控制器中建立了参数KP、KI、KD与误差e、误差变化ec之间的在线自整定函数关系,满足了系统在不同e与ec下对控制器参数的不同要求,取得了优于常规PID控制的控制效果。从设备应用情况看,本系统达到了设计的预期效果,解决了长期以来烧结机布料炉门面临的实际问题。本文的研究结论可以为相关的企业生产提供科学的技术指导和可行性依据。