850單機冷連軋機液壓AGC控制系統(tǒng)

2011-09-29 08:48:08白華

時代農(nóng)機 2011年6期

白華

（貴州大學機械工程學院，貴州貴陽 550003）

1 緒論

1.1 概述

近年來，冷軋帶板生產(chǎn)有了很大的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對冷軋薄板的需求量越來越大，對成品質(zhì)量的要求也越來越高。厚度偏差是冷軋板帶最重要的尺寸精度指標之一。調(diào)整厚度是厚度控制的最主要方法，常用于消除由于影響軋制力的因素造成的厚差。

1.2 液壓AGC簡介

液壓AGC采用了液壓執(zhí)行元件（壓下缸）的AGC，國內(nèi)稱為液壓壓下系統(tǒng)。AGC是現(xiàn)在板帶軋機的關(guān)鍵系統(tǒng)，去其功能是不管板帶偏差的各種擾動因素如何變化，都能自動調(diào)節(jié)壓下缸的位置，即軋機的工作輥間隙，從而是出口板厚恒定，保證產(chǎn)品的目標厚度、同板差、異板差達到性能指標要求。

（1）基本控制思想。

軋機的彈跳方程：h=S+P/K

AGC系統(tǒng)中h為被控量，希望它恒定，影響板厚變化的各種因素為擾動量。由于擾動因素多而變化復雜，因此，AGC系統(tǒng)的基本控制思想是：位置閉環(huán)控制+擾動補償控制。

（2）系統(tǒng)工作原理。液壓伺服系統(tǒng)是一個控制能源輸出的裝置，在其中輸入量與輸出量之間自動而連續(xù)的保持一定的符合一致的關(guān)系，并且利用這兩個量之差來控制能源的輸出。系統(tǒng)工作原理方塊如圖1：

圖1 工作原理方塊圖

2 系統(tǒng)原理設(shè)計

2.1 系統(tǒng)原理

由于液壓伺服控制系統(tǒng)具有許多的優(yōu)點，如執(zhí)行元件快速性好，抗負載剛度大等，而這些正是現(xiàn)代帶材軋機所需要的，同時，為了提高精度采用閉環(huán)控制。

用測厚儀測得板材實際厚度與給定厚度比較，將偏差以電壓的形式通過伺服閥達到控制液壓缸的動作，調(diào)整軋機的軋輥輥縫，從而控制板材的厚度。

2.2 伺服控制系統(tǒng)的原理及其組成

液壓伺服系統(tǒng)是一個控制能源輸出的裝置，在其中輸入量與輸出量之間自動而連續(xù)的保持一定的符合一致的關(guān)系，并且利用兩個量之間的差來控制能源的輸出。

實際的液壓伺服系統(tǒng)無論多復雜，都是一些基本元件所組成的。

圖2 液壓伺服系統(tǒng)基本組成

液壓伺服系統(tǒng)由四個基本組成部分：偏差檢測儀、轉(zhuǎn)換放大、放大機構(gòu)和控制對象。

2.3 伺服系統(tǒng)的設(shè)計步驟

進行負載匹配。所謂負載匹配：是指伺服系統(tǒng)的驅(qū)動特性與負載特性的相互聯(lián)系的安排，伺服系統(tǒng)的驅(qū)動特性為所表達拋物線

v為運動速度；QNL為伺服閥無載流量；PS為供油壓力；A為活塞有效面積；f為液壓缸的總推動力。

伺服系統(tǒng)的負載特性為所表達的橢圓

f為所需要的推力；k為負載彈簧剛度；ω為圓頻率；γ為振幅；b為阻尼系數(shù)。

進行負載匹配時，要把兩條曲線畫在同一個f-v或P-Q平面上，并令驅(qū)動特性包圍負載特性。進行負載匹配的目的是要確定液壓泵站、液壓缸、電液伺服閥等部分基本參數(shù)。

3 系統(tǒng)動態(tài)性能測試

3.1 負載特性分析

軋機液壓壓下系統(tǒng)，大壓下量是采用位置閉環(huán)恒輥縫控制，平整狀態(tài)時采用力閉環(huán)恒軋制力。其次，“閉環(huán)控制”具有抗干擾能力，對系統(tǒng)參數(shù)變化不太敏感，控制精度高，響應速度快，但要考慮穩(wěn)定性問題，且設(shè)備成本高。“開懷控制”不存在穩(wěn)定性的問題，但不具有抗干擾能力，控制精度和響應速度取決于各環(huán)節(jié)或元件的性能，控制精度低，設(shè)備成本也較低。