轧机双侧液压缸同步控制方法研究

论文摘要

目前,随着市场对板带材的需求量和质量的要求越来越高,轧机的现代化水平不断提高,高速度、高精度是现代轧机不断进取的目标,同时也要求轧机有更高的同步控制精度。轧机操作侧和传动侧液压压下系统的内部参数和外界负载不一致,并且还存在一定的不确定性,这会造成两侧压下系统动静态性能不同和压下系统的不同步,从而影响板带材两侧的厚度和板行质量,因此轧机双侧液压缸的同步控制研究是一个重要课题。本文针对液压同步控制,以轧机双侧液压缸为研究对象,根据轧机液压压下系统的数学模型和实际生产要求,结合轧机轧制过程中的各个轧制参数模型,提出不同的方法实现轧机双侧液压缸的同步控制。首先,在分析轧机生产工艺和控制系统组成的基础上,对轧机轧制过程中的各种轧制参数模型进行认真分析,分析了各个参数对厚度的影响,建立了轧机液压系统的数学模型。其次,本文分析了轧机液压压下系统的控制原理,针对轧机双侧液压缸同步控制存在的问题提出了BP神经网络和传统的PID控制方法相结合的控制方法,是一种新型的液压同步控制方法,具有一定的理论意义和实际意义。应用状态重构理论,提出了轧机双侧液压缸同步控制的另一种控制方案,实现简单,控制方便。最后,为了验证方法的有效性,通过仿真实验对提出方法进行验证,实验结果表明了方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 液压同步驱动技术的应用
• 1.2 液压同步控制系统的分类
• 1.3 液压缸不同步的原因分析
• 1.4 冷轧机两侧压下位置同步控制的研究现状
• 1.5 课题的提出和本课题的主要工作
• 1.5.1 研究课题的提出
• 1.5.2 论文的主要工作
• 1.6 本文的结构安排
• 第2章 轧机液压压下系统的数学模型
• 2.1 液压压下系统的组成
• 2.2 轧机双侧液压系统动态模型的建立
• 2.2.1 伺服放大器
• 2.2.2 电液伺服阀
• 2.2.3 液压缸流量连续性基本方程
• 2.2.4 轧机辊系基本方程
• 2.2.5 位移传感器
• 2.2.6 控制调节器
• 2.3 轧机控制的模型分析及原理
• 2.3.1 液压伺服压下系统的控制结构分析
• 2.3.2 轧机的弹跳方程
• 2.3.3 板带材厚度波动的原因
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于BP神经网络的同步控制方法
• 3.1 同步控制结构
• 3.1.1 同步控制结构的组成
• 3.1.2 液压压下系统的工作原理
• 3.2 控制流程图
• 3.2.1 控制流程图
• 3.2.2 同步调节控制算法
• 3.3 BP神经网络学习算法
• 3.3.1 BP神经网络简介
• 3.3.2 学习规则推导
• 3.3.3 学习算法
• 3.3.4 学习规则
• 3.4 仿真研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于状态观测器的同步控制方法研究
• 4.1 状态重构理论
• 4.1.1 状态重构原理
• 4.1.2 状态观测器的存在性
• 4.1.3 渐进状态观测器
• 4.2 二阶控制系统控制与仿真
• 4.3 基于状态重构的轧机液压系统的同步控制方案
• 4.3.1 基于状态重构理论的轧机液压同步问题的实现
• 4.3.2 状态重构理论在轧机液压同步系统中的应用
• 4.3.3 仿真实验
• 4.4 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