冷轧平整机液压伺服系统虚拟试验平台研究

论文摘要

冷轧薄板是钢铁工业中凝聚着高新技术的深加工产品,其质量将直接关系到国家的经济增长,而平整轧制则是保证成品质量的最后一道工序,它对提高控制板形以及表面状态起到了决定性的作用。平整机液压伺服系统作为平整轧制过程中最为关键的设备,其动静态特性的优劣将直接影响系统稳定性,响应快速性和控制精确度。然而,以实车试验来获取系统特性不仅成本巨大,并且连退平整机组这样的高速生产线也不允许进行反复试验,因此,使用数字化虚拟样机的虚拟试验方法来部分代替实车试验势在必行。本课题对宝钢2030冷轧新增连退机组平整机液压伺服系统虚拟试验平台进行研究,是宝钢《2030冷轧新增连退平整机液压伺服系统技术研究》项目的一个子项目。通过对于表达系统动态工作特性的液压伺服系统仿真模型的定量分析,确定了该系统正式投产后的稳定运行参数以及控制参数的优化调试方法,从而提高了试车参数整定的安全可靠性,同时,也为整个液压伺服系统建立了一个故障预示的平台。首先,研究明确了液压伺服系统的执行装置和负载系统结构；其次,通过研究平整机板形控制策略明确了液压伺服系统的控制算法；随后,应用AMEsim建立了整套平整机液压伺服系统的结构参数化模型,并通过现场实测数据进一步验证了模型的真实性；最后,借助结构参数化模型,对平整机推上液压伺服系统的变增益控制方法和故障预示功能进行了虚拟试验研究。试验结果表明：本文建立的用于控制参数整定和故障预示的虚拟试验平台,其仿真数据与实测数据一致,动态过程真实可信,分析结果有实际应用价值,为下一步开展平整机控制系统整机虚拟试验提供了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 平整机液压伺服系统虚拟试验平台研究现状
• 1.2.1 平整机液压伺服技术发展现状
• 1.2.2 平整机液压伺服系统虚拟试验技术发展现状
• 1.3 课题研究内容与技术路线
• 第2章 冷轧连退机组平整机系统研究
• 2.1 冷轧连退机组平整机概述
• 2.1.1 板带平整及其作用
• 2.1.2 平整技术发展
• 2.1.3 平整机机型分析与比较
• 2.2 冷轧连退平整线工艺流程及设备
• 2.3 2030冷轧新增连退机组平整机系统构成
• 2.4 2030冷轧新增连退机组平整机换辊工艺过程分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 平整机板形控制策略分析
• 3.1 板形的基本概念
• 3.1.1 板形及其缺陷
• 3.1.2 板平直度
• 3.1.3 板凸度
• 3.2 平整机延伸率控制系统
• 3.2.1 延伸率控制策略分析
• 3.2.2 延伸率测量原理
• 3.2.3 恒张力控制模式
• 3.2.4 恒轧制力控制模式
• 3.3 平整机板凸度控制系统
• 3.3.1 板凸度控制策略分析
• 3.3.2 板凸度检测方法
• 3.3.3 液压弯辊
• 3.3.4 液压窜辊
• 3.4 本章小结
• 第4章 平整机液压伺服系统工作原理探讨
• 4.1 窜辊液压阀组工作原理分析
• 4.2 弯辊液压阀组工作原理分析
• 4.3 推上液压阀组工作原理分析
• 4.4 推上液压阀组AGC伺服阀分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 平整机液压伺服系统参数化建模与仿真研究
• 5.1 仿真环境简介
• 5.2 仿真模型关键软参数研究
• 5.2.1 油液有效体积弹性模量
• 5.2.2 机械负载系统参数
• 5.3 中间辊窜辊液压系统建模与仿真
• 5.3.1 中间辊窜辊系统模型
• 5.3.2 窜辊过程仿真与分析
• 5.4 工作辊弯辊液压伺服系统建模与仿真
• 5.4.1 工作辊弯辊系统模型
• 5.4.2 弯辊过程仿真与分析
• 5.5 推上液压伺服系统建模与仿真
• 5.5.1 机械系统模型
• 5.5.2 AGC液压阀组模型
• 5.5.3 中间减压阀组模型
• 5.5.4 控制系统模型
• 5.5.5 压靠过程仿真与分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 平整机推上系统变增益控制方法试验研究
• 6.1 人机交互平台
• 6.2 推上液压伺服系统变油柱高度变增益控制方法试验研究
• 6.2.1 四通阀控液压缸
• 6.2.2 三通阀控液压缸
• 6.2.3 虚拟试验研究
• 6.3 推上液压伺服系统变轧制力变增益控制方法试验研究
• 6.4 本章小结
• 第7章 平整机推上液压伺服系统故障预示功能分析
• 7.1 电液伺服系统故障诊断技术概述
• 7.2 推上液压伺服系统现场实际故障的特征复现
• 7.2.1 现场实际故障分析
• 7.2.2 现场实际故障的特征复现
• 7.2.3 故障预示功能的实现
• 7.3 本章小结
• 第8章 结论与展望
• 8.1 结论与创新点
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文或专利
• 附录