薄板坯连铸结晶器液压振动系统研究

论文摘要

薄板坯连铸连轧以其低投资,低成本,快节奏的紧凑生产方式成为钢铁企业结构调整与优化的重要选择。而原来由电机驱动偏心凸轮的机械振动装置,已经无法满足生产节凑和工艺要求。连铸机结晶器液压振动方式,可以在线调整振幅,频率,波形偏斜率,易于实现计算机控制,是今后结晶器振动装置的发展方向。本文以薄板坯连铸结晶器液压振动及其振动导向机构为研究对象,主要进行了如下研究工作:(1)研究了结晶器振动规律;(2)研究了结晶器电液伺服系统,建立了结晶器振动电液伺服系统的数学模型,进行了系统仿真研究。在此基础之上,将AMEsim/Matlab联合仿真技术应用了到了电液伺服结晶器振动系统的建模中来,并将自整定模糊PID和变积分系数法相结合的控制策略应用到了电液伺服驱动的连铸结晶器振动控制系统中,进行了系统的仿真研究;(3)研究了结晶器振动导向机构,并设计了一套适合薄板坯连铸机的串接式全板簧振动导向机构;(4)研究了结晶器非正弦振动自适应同步控制模型。利用LABVIEW编写了连铸结晶器液压振动在线监测软件,能实时监测连铸生产状态。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 连铸技术的产生与发展
• 1.2 结晶器振动规律的发展与现状
• 1.2.1 矩形速度规律
• 1.2.2 梯形速度规律
• 1.2.3 正弦速度规律
• 1.2.4 非正弦速度规律
• 1.3 非正弦振动技术的开发
• 1.4 本课题的来源及研究目的和意义
• 1.5 主要研究内容
• 第2章 非正弦振动波形及工艺参数研究
• 2.1 引言
• 2.2 非正弦振动波形特征
• 2.3 构造非正弦波形函数的方法
• 2.3.1 分段函数法
• 2.3.2 整体函数法
• 2.4 非正弦振动工艺参数
• 2.5 非正弦振动基本参数的确定
• 2.5.1 修正系数α的确定
• 2.5.2 振幅h 的确定
• 2.5.3 频率f 的确定
• 2.6 本章小结
• 第3章 电液伺服系统设计与建模及其仿真
• 3.1 引言
• 3.2 应用于振动控制的几种控制策略的探讨
• 3.2.1 PID 控制策略
• 3.2.2 模糊控制策略
• 3.2.3 模糊PID 控制策略
• 3.3 电液伺服结晶器振动系统描述
• 3.4 电液伺服结晶器振动系统数学模型的建立及仿真研究
• 3.4.1 系统数学模型的建立
• 3.4.2 系统仿真参数
• 3.4.3 系统仿真研究
• 3.5 伺服系统干扰观测器设计
• 3.5.1 未加入干扰观测器的仿真结果
• 3.5.2 加入干扰观测器的仿真结果
• 3.6 利用 Amesim/Matlab 联合仿真技术进行电液伺服结晶 器振动系统仿真研究
• 3.6.1 结晶器振动系统物理模型建立
• 3.6.2 结晶器振动系统控制模型的建立
• 3.6.3 应用于振动控制的控制器设计
• 3.6.4 系统仿真分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 结晶器导向装置的研究
• 4.1 结晶器振动导向机构的发展
• 4.1.1 长臂式振动机构
• 4.1.2 导轨振动机构
• 4.1.3 四连杆振动机构
• 4.1.4 四偏心振动机构
• 4.1.5 弹簧板导向的结晶器振动机构
• 4.2 串接式全板簧导向机构的工作原理
• 4.3 振动机构仿弧误差分析
• 4.4 振动机构的优化设计
• 4.4.1 MATLAB 优化工具箱中有约束规划的应用
• 4.4.2 确定设计变量
• 4.4.3 确定约束条件
• 4.4.4 目标函数的建立
• 4.4.5 优化计算
• 4.4.6 串接板簧的验算
• 4.5 本章小结
• 第5章 结晶器同步控制模型及在线监测软件的开发
• 5.1 非正弦振动同步控制模型
• 5.1.1 vc ?h ，α同步控制模型
• 5.1.2 vc ?f ，α同步控制模型
• 5.1.3 vc ?f，h ，α同步控制模型
• 5.2 基于 Labview 的结晶器振动在线监测软件
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介