无头轧制中闪光焊机液压控制系统研究

论文摘要

无头轧制是实现钢坯在轧机中的连续轧制技术,较其他技术相比,具有生产率高的特点。在现在竞争激烈的钢铁行业中,效率和质量是企业生存和发展的根本。无头轧制中的关键问题是钢坯的连接技术问题,即要在非常短的时间内将高速运动的钢坯连接起来。闪光焊机正是为了提高焊接速度而设计的焊接设备,利用电阻焊的原理,在断面保持轻微接触的情况下,通过大电流,在融化后顶锻,从而形成牢固的焊接接头,在接头中不存在由液相凝固而形成的铸造组织,这是闪光对焊突出的优点。目前国内钢铁厂商都是引进国外的闪光焊机,大大制约了企业创新发展的进程,因此,如何消化吸收闪光焊机的工作原理,对企业进行技改创新具有重要的意义。本文研究的是日本三菱公司的闪光焊机NMW—C1375FS型闪光焊机。本文研究了该闪光焊机的液压伺服系统。着重分析了闪光焊接的闪光速度、顶锻力、夹持力等参数,并给出了该闪光焊机的夹持、顶锻液压原理图。在参考国内外相关文献的基础上,分析了该闪光焊机对低碳带钢的闪光曲线。文中还对液压伺服位置系统被控对象进行建模和参数计算,介绍了求解鲁棒控制器时用到的一些基本理论:控制系统的鲁棒性、下线性分式变换以及H_∞输出反馈控制等,然后进行液压伺服位置系统H_∞输出反馈控制器设计,并通过编程求出了一个性能较好的鲁棒控制器,进行了仿真研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 无头轧制简介
• 1.2 闪光焊机结构和性能指标
• 1.3 闪光焊接工艺步骤
• 1.4 闪光焊机电源
• 第二章 闪光焊接参数设置
• 2.1 闪光焊接原理介绍
• 2.2 低碳钢的电性能和热物理性
• 2.3 闪光焊接主要规范参数
• 2.3.1 伸出长度L
• 2.3.2 闪光留量Δf
• f'>2.3.3 闪光速度V_f
• f(或次级空载电压U₂₀)'>2.3.4 闪光电流密度j_f(或次级空载电压U₂₀)
• 2.3.5 闪光模式a
• 2.3.6 顶锻留量Δu
• u'>2.3.7 顶锻速度V_u
• up'>2.3.8 顶锻压力F_up
• j'>2.3.9 夹紧力F_j
• 第三章 闪光焊机液压回路设计方案
• 3.1 液压回路设计选型
• 3.1.1 液压油的选择
• 3.1.2 工作泵站的选择
• 3.1.3 工作油缸的设计
• 3.2 闪光焊机液压回路设计
• 3.2.1 电极水平调整（带钢水平调整）液压回路
• 3.2.2 旋转剪液压回路
• 3.2.3 刮削刀液压回路
• 3.2.4 移动机架液压回路
• 3.2.5 横向调整液压回路
• 3.2.6 入口侧（出口侧）上、下电极位置设定液压回路
• 3.2.7 顶锻塞位置设置液压回路
• 3.2.8 入口侧（出口侧）主夹和中心夹液压回路
• 3.2.9 顶锻缸液压回路
• 3.3 闪光焊机液压回路电液控制设计
• ∞鲁棒控制器的设计'>第四章 液压伺服位置系统建模及H_∞鲁棒控制器的设计
• 4.1 液压伺服位置系统被控对象的建模和参数计算
• 4.1.1 液压伺服位置常规系统的总体结构和功能概述
• 4.1.2 液压伺服位置系统被控对象主要环节传递函数的建立
• 4.1.3 液压伺服位置系统被控对象状态空间模型的建立及参数计算
• 4.1.4 模型验证
• ∞控制器设计'>4.2 液压伺服位置系统输出反馈H_∞控制器设计
• 4.2.1 下线性分式变换
• ∞控制问题'>4.2.2 输出反馈H_∞控制问题
• 4.2.3 鲁棒控制器的求解
• 4.3 仿真研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果