带钢电液伺服纠偏系统
带钢电液伺服纠偏系统研究
摘要：电液伺服纠偏系统在带钢卷取控制中具有重要的意义。本文建立了电液伺服纠偏系统的传递函数模型，推导了控制器参数，最终设计了基于plc的电液伺服纠偏控制系统，实际应用表明该系统具有较高的控制精度与较高的可靠性。
关键词：电液伺服纠偏带钢 plc
中图分类号：tb 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）05-0364-02
0 引言
纠偏控制以电液技术为基础，带钢跑偏的检测方式多样，按其跑偏量检测原理可分为光电检测、电感检测、电容检测三类。纠偏控制一般采用如下三种方式：第一种为单辊纠偏，其作用为保证带钢进入活套前位置适中，具体为在一段较长的自由运行后，带钢以90度夹角卷绕纠偏辊，利用卷绕效应的物理作用，带钢偏差会被校正到一定范围之内。当自由的钢带进带距离和出带距离较长时，一般让带钢绕180度经过纠偏辊。纠偏作用机理为：驱动两根倾斜的连杆转动，带动纠偏辊机架旋转，带钢与纠偏辊中心形成一定的夹角（积分作用），另一个作用为强制带钢横向移动（比例作用）。因此，纠偏机架旋转产生的比例积分的控制作用。该类纠偏一方面对出带位置进行纠正，另一方面对近带也起到一定的纠偏作用，测量信号获取部分一般放置在出带侧。第二种为双辊纠偏，其应用场合为有改变两个带钢运行高度的需求时（如活套的出入口），必须使
多通道电液伺服加载系统
多通道电液伺服加载系统 仪器设备主要技术参数、指标： 1、50吨电液伺服作动器：2套 配可拆卸前后高精度球铰、内置式磁致伸缩位移传感器、轮辐式高精度负荷传感器和相应的连接件。最大试验力：±500kN；试验力测量范围与精度：4%--100%FS，示值的±1%；作动器行程：±250mm；采用美国进口MOOG 伺服阀，作动器频率：0.1-10Hz，5Hz时，振幅±2mm 2、100吨电液伺服作动器：1套 配可拆卸前后高精度球铰、内置式磁致伸缩位移传感器、轮辐式高精度负荷传感器和相应的连接件。最大试验力：±1000kN；试验力测量范围与精度：4%--100%FS，示值的±1%；作动器行程：±250mm；采用美国进口MOOG 伺服阀，作动器频率：0.1-10Hz，5Hz时，振幅±2mm 3、200吨电液伺服作动器：1套 配可拆卸前后高精度球铰前球铰后法兰连接、内置式磁致伸缩位移传感器、高精度油压传感器和相应的连接件。最大试验推力：2000kN，拉力：1000kN；试验力测量范围与精度：4%--100%FS，示值的±1%；作动器行程：±100mm；采用美国进口MOOG 伺服阀 4、50吨电液伺服作动器：1套 最大试验力为500kN、最高工作频率为10Hz、双出杆双作用，用于结构拟静力、拟动力和疲劳试验；配可拆卸前后高精度球铰、内置式磁致伸缩位移传感器、轮辐式高精度负荷传感器和相应的连接件；最大试验力：±500kN，试验力测量范围与精度：4%--100%FS，示值的±1%；作动器行程：±100mm；作动器频率：0.1-10Hz，5Hz时，振幅±2mm 5、组合式加载试验框架及辅具系统1套 采用Q235钢板焊接结构，整体回火去应力处理。 组合式加载框架尺寸：(长×宽×高) 6000mm×2800mm×8000mm 单品垂向加载框架最大承载试验力：1000kN 双品组合式加载框架最大垂向承载试验力：2000kN 作动器承载连接板、框架与反力地基连接的锚栓以及水平作动器与反力墙连接的水平连接板、试验力分配梁、弯曲支滚与支滚座等连接附件组成 提供钢结构框架的有限元分析报告 6、200L/min电液伺服油源系统1套 智能油源电控柜以PLC控制器为核心，与控制室中的主控计算机通过网线连接，既可以本地控制又可以远程监控和操作。 油源额定流量：200L/min，采用进口德国力士乐恒压变量泵。 配有油泵电机组所必需的进回油管路、调压阀组和相应液压附件及全套电气系统。 具备温度测量、空气过滤、油位显示功能； 具有温度过限、滤油器堵塞、液位过低等自动停机或报警功能。 配有吸油滤油器和高压过滤器，油源吸油口和出油口应采用二级过滤装置（油泵吸油口过滤精度100μm，油源出口过滤精度5μm），以保证伺服阀在高清洁度的环境下工作。液压动力源能长期可靠使用并无任何泄漏。 带有独立循环过滤与冷却系统，进口冷却器。 配单输入四输出液压分油器两套 油箱至主机系统的管路以及主机上固定部分的管路采用无缝钢管连接，主机移动横梁、
带钢跑偏控制
带钢跑偏控制 摘要：本文对带钢连续处理机组的带钢跑偏机理进行了详细的分析，并指出一些常用的防跑偏对策；对“卷效应”的原理及 其可能对带钢表面产生的影响进行了说明；对带钢自动纠偏控制装置的各种形式进行分析，并指出在应用中应注意的问题；并对硅钢机组的纠偏辊布置的合理性进行了分析。 关键词：带钢 跑偏 摩擦 扰动 机理 1 前言 众所周知，在带钢连续作业线上，带钢的跑偏几乎是不可避免的，带钢跑偏不仅会影响带钢质量，甚至会严重损坏机组设备，对机组的稳定运行带来严重影响。特别是随着涂镀、连续退火及酸轧联合机组的发展，机组处理的带钢长度长、厚度薄及机组速度高和活套量的增加，为了保证机组的稳定运行及获得边部整齐的带卷，对带钢的跑偏进行研究和控制显得越来越重要。 2 带钢跑偏的机理 在带钢连续作业线上，除开卷机及卷取机外，带钢在传输过程中主要与各种辊子接触，从力的角度来说，带钢稳定传送过程中所受的横向扰动主要来自开卷机、卷取机及带钢与辊子之间的摩擦力，以及带卷错边的影响。为了便于分析，可取带钢连续作业机组中常用的一些辊子与开卷机及卷取机组成一个简易机组模型来进行带钢跑偏机理的分析。 图1 机组模型图 1 开卷机 2 夹送辊 3.4.5.6 转向辊 7 支撑辊 8 转向夹送辊 10.11 压辊 9 卷取机 2.1 各种辊子与带钢的摩擦接触状态带来的扰动 如图1所示的辊子为绝对圆柱形、辊子轴线与机组中心线垂直、夹送辊及压辊两端的压力相等、板形平直（断面为矩形），则辊子不会对带钢产生横向扰动，带钢不跑偏。但是，由于辊子的制造及安装误差、辊面及轴承的磨损、轴承座的松动等，特别是带钢板形的影响，将不可避免对运行中的带钢产生横向扰动。 2.1.1 辊子轴线与机组中心不垂直 如图2所示，辊子中心线与机组中心不垂直，偏转了α角，其中阴影部分为带钢与辊子接触区域。 图2 辊子轴线与机组中心不垂直时的跑偏 图3 速度矢量分析 当带钢刚绕进辊子5时，在AB 上取一点m ，则m 点处的带钢速度V s 与辊面线速度V r 有一夹角α，两者必然有一速度差ΔV sr ，于是辊子对带钢产生一个与ΔV sr 方向相反的摩擦力F ，使带钢跑偏，跑偏方向与F A V sr V sr
带钢纠偏控制系统设计
目录 摘要 (4) Abstract .................................................................................................. 错误！未定义书签。引言 . (5) 1 电液伺服控制系统 (7) 1.1电液控制系统的发展历史概述 (7) 1.2电液伺服控制系统的特点和构成 (8) 1.3电液伺服控制系统的发展趋势 (8) 2 带钢纠偏控制系统设计 (9) 2.1带钢纠偏控制系统原理 (9) 2.1.1课题背景 (9) 2.1.2带钢纠偏控制系统简介 (9) 2.1.3带钢纠偏控制系统工作原理 (9) 2.2带钢纠偏控制系统设计 (10) 2.2.1控制系统参数及基本要求 (10) 2.2.2控制系统设计方案 (11) 2.2.3纠偏液压站原理图设计 (12) 2.3带钢纠偏控制系统元件设计选型 (14) 2.3.1光电传感器设计 (14) 2.3.2电液伺服阀设计选型 (19) 2.3.3液压缸设计选型 (21) 2.3.4系统其他元件设计选型 (22) 3 带钢纠偏控制系统建模及仿真 (23) 3.1带钢纠偏控制系统模型建立 (23) 3.1.1伺服阀传递函数 (23)
3.1.2卷取机传递函数 (24) 3.1.3其他元件传递函数 (24) 3.2带钢纠偏控制系统仿真 (25) 3.2.1系统调节品质分析 (25) 3.2.2系统的闭换阶跃响应 (28) 3.3常规PID控制器 (29) 3.3.1 PID控制算法简介 (30) 3.3.2常规PID仿真及结果分析 (34) 4 智能PI控制器的设计及仿真 (36) 4.1智能PI控制器设计原理 (36) 4.2智能PI控制器仿真及结果分析 (39) 4.2.1智能PI控制器仿真 (39) 4.2.2结果分析 (40) 5智能PI控制器的全数字实现 (43) 5.1计算机控制系统简介 (43) 5.1.1计算机控制系统概述 (43) 5.1.2计算机控制系统的组成 (43) 5.1.3 计算机控制系统的结构 (44) 5.2 最小应用系统的设计 (45) 5.3 系统的软件设计 (46) 5.3.1主程序设计 (46) 5.3.2 8279键盘中断程序 (49) 5.3.3 8279显示子程序 (52) 5.3.4 中断服务程序 (54) 结论 (64)
浅析带钢的对中纠偏控制(新版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 浅析带钢的对中纠偏控制(新 版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
浅析带钢的对中纠偏控制(新版) 本文详细分析了带钢在运行过程中跑偏产生的原因、特点及其类别。针对带钢的跑偏现象，进行了深入研究，提出了纠偏的措施，也探讨了各种设计方法的可行性和有效性，从而为选取最佳的设计方案提供依据。 带钢跑偏原因分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移。 1.1.带钢的板形缺陷。各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。 1.2.设备精度。包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向
跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90°的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进入辊子的角度偏离90°。偏离的大小，记为跑偏角。 为带钢跑偏速度，mm/s；为跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有关，理想状况下可取1.0；为辊子圆周线速度，mm/s；—跑偏角度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 1.3.张力控制 带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每个转向辊上带钢的横向偏差都会得到消减。可是，由于带钢的材料属性以及用于控制带钢张力的张力辊的驱动运行的限制，带钢张力
纠偏原理及其应用
纠偏院里的分析与应用 1带钢连续处理过程的跑偏分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移[2]。 各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。 设备精度包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90 o 的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进人辊子的角度偏离90 o 。偏离的大小，记为跑偏角。那么，跑偏理论计算公式为： F ＝ K·L·tanα ( l ) 式中 F——跑偏量，mm ; K——跑偏系数； L——自由带钢长度，mm ; α——跑偏角，度。 带钢的跑偏速度与带钢跑偏角、辊子的输送速度有关。 Vα＝v k·V c·tanα（2） 式中 Vα——带钢跑偏速度，mm/s ; v k——跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有 关，理想状况下可取1.0 ； V c——辊子圆周线速度，mm/s； α——跑偏角，度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 张力控制带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每个转向辊上带钢的横向偏差都会得到消减。可是，由于带钢的材料属性以及用于控制带钢张力的张力辊的驱动运行的限制，带钢张力增加是受限制的。 2带钢对中纠偏原理研究
拟动力动态伺服液压伺服加载系统
拟动力动态伺服液压伺服加载系统 应用行业：交通 UTM动态伺服液压材料试验系统 产品关键字：测定材料流变特性，液压材料试验，UTM材料试验机 名称：UTM系列动态伺服液压材料试验系统 型号：UTM-25，UTM-100，UTM-250 厂家：澳大利亚IPC 标准：ASTM D412382，D3497，D3999，D5311；AASHTO TP31-94、TP46、TP8、TP9；NCHRP 9-19 & 9-29 用途：可完成的一系列试验包括：沥青混合料动态模量试验、间接拉伸模量试验、重复荷载永久变形（蠕变）试验、静态蠕变试验、小梁疲劳试验以及通用应力应变试验等等 详细介绍： UTM系列动态伺服液压材料试验系统应用液压伺服阀的数字控制，提供加载波形控制。能够产生任何用户希望的加载波形，并且可以高达70Hz的正弦波形加载操作。可以提供所有常规的正弦、方波、半正弦、三角波等波形，同时还包括以512点来定义的任何波形。可完成的一系列试验包括：沥青混合料动态模量试验、间接拉伸模量试验、重复荷载永久变形（蠕变）试验、静态蠕变试验、小梁疲劳试验以及通用应力应变试验等等。为了满足不同客户所要求的不同加载量程，IPC公司可以生产最大拉压荷载为25kN，100kN，200kN甚至更大荷载的伺服液压材料试验系统。 主要特点： ●刚性加载架 ●数字式伺服液压控制 ●液压十字头定位
●液压十字头夹紧 ●多种工具包可供选择，满足多种需要 ●软件操作界面友好 ●时程曲线即时显示 ●可完成广泛的试验范围 加载架Loading Frame: 应用： 通过拉伸、压缩和动态加载测定材料的流变特性，适合于多种不同材料，例如：沥青混合料、混凝土、土、非结合颗粒材料、纤维和塑料等 简介： 液压设备在需要需要施加较大荷载的情况下表现更好，在位移控制方面优于气动设备，对于较软的试件，有足够的液压流充分利用液压伺服阀的动态范围。 根据不同的加载能力，有三种型号可供选择：25，100和250 kN。所有型号均很好地满足了多数高级材料的测试应用。 —最优质的材料和表面加工处理技术保证长工作寿命 —精密的机械部件保证整体的精确性 —所有型号均实现机械化横梁调节和夹紧。 提供非常全面的试验配件，包括各种传感器、夹具、压盘，弯曲夹具，另外温控箱既可以选择标准型号的也可以根据用户的需要来进行订做专门的规格，保证经济、快速满足用户的需要 主要特点： ●坚固的2柱式加载架 ●双向作用伺服液压作动器 ●高性能伺服阀令正弦加载频率高达70 Hz ●机械化横梁高度调节，自动液压加紧 ●可调高/低液压控制 ●提供适合于应用范围的夹具 ●客户可根据需要选择温控箱 技术规格： 加载架型号UTM-25 UTM-100 尺寸 1850x580x600 mm (hxdxw) 2350x1275x990 mm (hxdxw) 重量 130 kg 450 kg 加载能力25 kN 100 kN/250kN 柱间距 450 mm 590 mm 竖向空间800 mm 1000 mm 作动器冲程50 mm 100 mm 液压泵 UTM-25 UTM-100 尺寸 810x400x700 mm (hxdxw) 1040x810x610 mm (hxdxw) 重量 75 kg (不含油) 120 kg (不含油)
电液伺服控制系统的应用研究
电液伺服控制系统的应用研究 【摘要】电液伺服控制是液压技术领域的重要分支。多年来，许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率—重量比和大功率液压控制系统的需要不断扩大，促使液压控制技术迅速发展。特别是控制理论在液压系统中的应用、计算及电子技术与液压技术的结合，使这门技术不论在元件和系统方面、理论与应用方面都日趋完善和成熟，并形成一门学科。目前液压技术已经在许多部门得到广泛应用，诸如冶金、机械等工业部门及飞机、船舶部门等。我国于50年代开始液压伺服元件和系统的研究工作，现已生产几种系列电液伺服产品，电液伺服控制系统的研究工作也取得很大进展。 【关键词】电液伺服控制应用 1、电液控制系统的特点、构成及分类 电液控制系统是一门比较年轻的技术，它的发展和普遍应用还不到50年，然而，凭借它的优点却形成了流体传动与控制的一个重要分支，并成为现代控制工程的基本技术构成之一。 1.1电液控制系统的特点 1) 液压执行元件的功率--重量比和转矩--惯性矩比(或力--质量比)大，具有很大的功率传递密度，可以构成体积小、重量轻、响应速度快的大功率控制单元。 2) 液压系统的负载刚度大，精度高。由于液压杠、执行元件的泄漏很少，液体介质的体积弹性模量又很大，故具有较大的速度--负载刚性，即速度--力或转速--力矩曲线斜率的倒数很大，因此有可能用于开环系统。用于闭环系统时则表现为位置刚度大，其定位精度受负载变化的影响小。 3) 液压控制系统可以安全，可靠并迅速地实现频繁的带负载启动和制动，进行正反向直线或回转运动和动力控制，而且具有很大的调速范围。 电气或电子技术和液压传动及控制相结合的产物--电液控制系统兼备了电气和液压的双重优势，形成了具有竞争力和自身技术特点。 当然，在某些场合下，指令和反馈元件也可全部采用机械、气动或液压元件，此时，即称为机械--液压控制系统和气动--液压控制系统。 1.2 电液控制系统的构成 工程实际中系统的指令及放大单元多采用电子设备。电机械转换器往往是动圈式或动铁式电磁元件和伺服电机、步进电机等。液压转换及放大器件可以是各类开关式，伺服式和比例式器件实际上是一功率放大单元。液压执行元件通常是液压缸和液压马达，其输出参数只能是位移、速度、加速度和力或者转角、角速
EH-1003HS带材纠偏控制系统
EH-1003HS带材纠偏控制系统 一带材纠偏系统工作原理 钢铁、橡胶、造纸等工业企业在对带材进行生产或加工过程中，需要将带材准确无偏地送入下道工序机组。但是，由于外界的各种因素的影响，总会造成偏差。为了保证产品质量及满足正常生产或加工的需要，就得使用纠偏系统，通过自动调节来消除偏差，使带材中心始终被控制在生产线的中心。 系统主要由CSEC-20电液伺服控制器（其中包括红外宽光束对中传感器、电液伺服放大器和泵电机启动装置等）、油缸（用户自备），位移传感器（CRDB-A）、电液伺服阀（CSV8系列），液压站（CHPS）等元器件组成。光电传感器的检测器是成对使用，其对称中心与生产线中心是一致的。在生产过程中，当带材中心偏离生产线机械中心时，两光电传感器被遮挡部分面积就不一样，因此其输出两个大小不同的电信号至前置放大器，通过前置放大器相加运算后，输出一个与帘子布位置偏差大小、方向有关的电信号至主放大器，主放大器输出一电流信号给伺服阀动圈以控制伺服阀的方向与流量；伺服阀控制油缸，使位移-摆动辊偏移，同时带动位移传感器，使位移传感器也输出一反相信号给主放大器，此信号使伺服阀输出减小；当此信号与前置放大器输出信号等值反相时，伺服阀输出为零，位移-摆动辊停止运动，此时辊与起始位置有一位移并成一角度，带材在这一位移与角度作用下产生位移-螺旋效应；直至偏差消除，两光电检测器输出电压一致，前置放大器输出为零，位移-摆动辊偏角也回到零，即起始位置，此时带材中心与生产线机械中心无偏差。如再有偏差，则重复上述过程，从而达到连续纠正偏差的目的。整个系统是逐级推动、闭环工作的。元件故障与调整不当都可能使系统失常。在系统中如出现故障，应根据情况具体分析、区别对待，切忌非专业人员乱拆乱调，以免损失纠偏精度。 二系统框图 见下页《带材纠偏系统示意图》 三电气原理及连接图
浅析带钢的对中纠偏控制
浅析带钢的对中纠偏控 制 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
浅析带钢的对中纠偏控制本文详细分析了带钢在运行过程中跑偏产生的原因、特点及其类别。针对带钢的跑偏现象，进行了深入研究，提出了纠偏的措施，也探讨了各种设计方法的可行性和有效性，从而为选取最佳的设计方案提供依据。 带钢跑偏原因分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移。 1.1.带钢的板形缺陷。各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。 1.2.设备精度。包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90°的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进入辊子的角度偏离90°。偏离的大小，记为跑偏角。
为带钢跑偏速度，mm/s；为跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有关，理想状况下可取1.0；为辊子圆周线速度，mm/s；—跑偏角度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 1.3.张力控制 带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每个转向辊上带钢的横向偏差都会得到消减。可是，由于带钢的材料属性以及用于控制带钢张力的张力辊的驱动运行的限制，带钢张力增加是受限制的。 带钢对中纠偏控制措施
带钢纠偏控制系统
摘要 本设计是针对钢带在卷取机上绕卷运行时发生的左右偏移而提出控制方案及具体处理方法。采用智能PID控制算法,对钢带的偏移量进行实时的控制,使之在左右偏移时偏移量控制在安全的范围内。主要是对系统数学模型的建立和数据处理的算法分析。深入阐述了纠偏控制系统设计思想及实现方法，对提高带钢生产效率和产品质量具有积极的意义。 关键字：钢带；纠偏控制；智能PID控制；卷取机
Abstract This design is for the steel strip in the coiling machine on the occurrence of the left and right deviation and put forward the control scheme and specific processing method. The PID control algorithm is adopted to control the steel strip, and the offset is controlled in the range of safety. Is mainly about the establishment of the system mathematical model and data processing algorithm analysis. The design idea and realization method of deviation correction control system are introduced, which has positive significance to improve the production efficiency and product quality. Keywords:steel strip; deviation control; intelligent PID control; coiling machine
纠偏原理及应用
1带钢连续处理过程的跑偏分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移[2]。 各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。 设备精度包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90 o 的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进人辊子的角度偏离90 o 。偏离的大小，记为跑偏角。那么，跑偏理论计算公式为： F ＝ K·L·tanα ( l ) 式中 F——跑偏量，mm ; K——跑偏系数； L——自由带钢长度，mm ; α——跑偏角，度。 带钢的跑偏速度与带钢跑偏角、辊子的输送速度有关。 Vα＝v k·V c·tanα（2） 式中 Vα——带钢跑偏速度，mm/s ; v k——跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有 关，理想状况下可取1.0 ； V c——辊子圆周线速度，mm/s； α——跑偏角，度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 张力控制带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每个转向辊上带钢的横向偏差都会得到消减。可是，由于带钢的材料属性以及用于控制带钢张力的张力辊的驱动运行的限制，带钢张力增加是受限制的。 2带钢对中纠偏原理研究
电液伺服控制系统的设计
。 电液伺服控制系统的设计与仿真 引言 电液伺服系统具有响应速度快、输出功率大、控制精确性高等突出优点，因而在航空航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到广泛应用。随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高，传统的利用微分方程和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。因此，利用AMESim、Matlab／Simulink等仿真软件对电液伺服控制系统进行动态仿真，对于改进系统的设计以及提高液压系统的可靠性都具有重要意义。 1 液压系统动态特性研究概述 随着液压技术的不断发展与进步和应用领域与范围的不断扩大，系统柔性化与各种性能要求更高，采用传统的以完成执行机构预定动作循环和限于系统静态性能的系统设计远远不能满足要求。因此，现代液压系统设计研究人员对系统动态特性进行研究，了解和掌握液压系统动态工作特性与参数变化，以提高系统的响应特性、控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。 液压系统动态特性简述 … 液压系统动态特性是其在失去原来平衡状态到达新的平衡状态过程中所表现出来的特性，原因主要是由传动与控制系统的过程变化以及外界干扰引起的。在此过程中，系统各参变量随时间变化性能的好坏，决定系统动态特性的优劣。系统动态特性主要表现为稳定性（系统中压力瞬间峰值与波动情况）以及过渡过程品质（执行、控制机构的响应品质和响应速度）问题。 液压系统动态特性的研究方法主要有传递函数分析法、模拟仿真法、实验研究法和数字仿真法等。数字仿真法是利用计算机技术研究液压系统动态特性的一种方法。先是建立液压系统动态过程的数字模型——状态方程，然后在计算机上求出系统中主要变量在动态过程的时域解。该方法适用于线性与非线性系统，可以模拟出输入函数作用下系统各参变量的变化情况，从而获得对系统动态过程直接、全面的了解，使研究人员在设计阶段就可预测液压系统动态性能，以便及时对设计结果进行验证与改进，保证系统的工作性能和可靠性，具有精确、适应性强、周期短以及费用低等优点。 仿真环境简介 基于Matlab平台的Simulink是动态系统仿真领域中著名的仿真集成环境，它在众多领域得到广泛应用。Simulink借助Matlab的计算功能，可方便地建立各种模型、改变仿真参数，有效解决了仿真技术中的问题。Simulink提供了交互的仿真环境，既可通过下拉菜单进行仿真，也可通过命令进行仿真。虽然Simulink提供了丰富的模块库，但是在Matlab／Simulink下对液压系统进行建模及仿真需要做很多简化工作，而模型的简化使得仿真结果往往出现一定的误差。AMESim (Advanced Modeling Environment for Simulation of Engineering Systems)是法国IMAGINE公司开发的一套高级仿真软件。它是一个图形化的开发环境，用于工程系统的建模、仿真和动态性能分析。AMESim的特点是面向工程应用从而使其成为
带钢的纠偏原理
钢带的纠偏原理 生产线用钢带纠偏系统是通过改变纠偏辊的位置来使走偏了的钢带恢复到中心位置，从而保证钢带的稳定运行。 常见的纠偏系统如图1所示，由纠偏辊和框架、钢带位置光电检测器、电子信号放大器、液压站、电液伺服阀、伺服油缸、位移传感器等几大部分组成一个闭环控制系统。 图1纠偏系统组成示意图
1-钢带位置光电检测器；2-纠偏辊及框架；3-纠偏辊位移传感器； 4-电子信号放大器；5-液压站；6-电液伺服阀；7-伺服油缸；8-旋转轴(图中不可见); 其工作原理是：如图2所示 图2钢带位置光电检测器原理图; 光电检测器有光源发射器和接收器两个主要部分，光源发射器发生的光线一部分被钢带挡住，另外在钢带两侧边缘各有一部分射向对面的光电二极管接收器，被其接收到转换成电信号。接收器分为钢带两侧边两部分，分别与两只可变电阻R3、R4组成了电桥。如果钢带处于生产线中心位置，则两侧边的接收器接收到的光线量相同，其两部分光电二极管的电流或电阻也相同，即R l=R2。这时调整可变电阻，使R3=R4。这样电桥的Rl×R4=R2×R3，处于平衡状态，输出的信号为零，纠偏辊也处于中心位置状态。 如果钢带偏向一边，则电桥的R l×R4与R2×R3不等，会输出一定的信号给信号处理放大器，这个信号即是钢带的位置偏差信号，能反映出钢带往哪个方向偏离中心线，偏移量是多少。放大器‘便由此计算出为了纠正这样大小的偏移量和纠偏辊应该转过的理论角度。另外，有一个位移传感器安装于纠偏旋转框上，它是一个可变电阻，输出的阻值随纠偏辊的位置变化而变化，它也向信号处理放大器提供一个纠偏辊的实际位置信号，即反映纠偏目前已经往哪个方向旋转，旋转的实际角度是多少。这样信号处理放大器就可以将纠偏辊所需要旋转的理论角度与实际角度相比较，决定驱动
电液伺服控制系统概述
电液伺服控制系统概述 摘要：电液伺服控制是液压领域的重要分支。多年来，许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率——重量比和大功率液压控制系统的需要不断扩大，促使液压控制技术迅速发展。特别是控制理论在液压系统中的应用、计算及电子技术与液压技术的结合，使这门技术不论在原件和系统方面、理论与应用方面都日趋完善和成熟，并形成一门学科。目前液压技术已经在许多部门得到广泛应用，诸如冶金、机械等工业部门及飞机、船舶部门等。 关键词：电液伺服控制液压执行机构 伺服系统又称随机系统或跟踪系统，是一种自动控制系统。在这种系统中，执行元件能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律动作。液压伺服系统是以液压为动力的自动控制系统，由液压控制和执行机构所组成。 一、电液控制系统的发展历史 液压控制技术的历史最早可以追溯到公元前240年,一位古埃及人发明的液压伺服机构——水钟。而液压控制技术的快速发展则是在18世纪欧洲工业革命时期,在此期间,许多非常实用的发明涌现出来,多种液压机械装置特别是液压阀得到开发和利用,使液压技术的影响力大增。18世纪出现了泵、水压机及水压缸等。19世纪初液压技术取得了一些重大的进展,其中包括采用油作为工作流体及首次用电来驱动方向控制阀等。第二次世界大战期间及战后,电液技术的发展加快。出现了两级电液伺服阀、喷嘴挡板元件以及反馈装置等。20世纪50～60年代则是电液元件和技术发展的高峰期,电液伺服阀控制技术在军事应用中大显身手,特别是在航空航天上的应用。这些应用最初包括雷达驱动、制导平台驱动及导弹发射架控制等,后来又扩展到导弹的飞行控制、雷达天线的定位、飞机飞行控制系统的增强稳定性、雷达磁控管腔的动态调节以及飞行器的推力矢量控制等。电液伺服驱动器也被用于空间运载火箭的导航和控制。电液控制技术在非军事工业上的应用也越来越多,最主要的是机床工业。在早些时候,数控机床的工作台定位伺服装置中多采用电液系统(通常是液压伺服马达)来代替人工操作,其次是工
浅析带钢的对中纠偏控制(新编版)
浅析带钢的对中纠偏控制(新 编版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0282
浅析带钢的对中纠偏控制(新编版) 本文详细分析了带钢在运行过程中跑偏产生的原因、特点及其类别。针对带钢的跑偏现象，进行了深入研究，提出了纠偏的措施，也探讨了各种设计方法的可行性和有效性，从而为选取最佳的设计方案提供依据。 带钢跑偏原因分析 工程设计和应用中，无论带钢形状的板形缺陷、塔形卷曲、处理线设备安装偏差及调整不当、处理工艺对带钢的影响等都会导致运动的带钢在生产线上发生偏移。 1.1.带钢的板形缺陷。各种形式的板形缺陷主要有：带钢断面形状、平坦度、带头焊接没对齐或偏斜。当带钢在运动过程中，它的形状并不能得到纠正。依照拱形的大小，会产生相应大小的跑偏。
1.2.设备精度。包括转向辊、张力辊及活套车等安装精度、夹送辊压力不均、各种辊子辊面不均匀磨损等因素均会造成带钢横向跑偏。 根据带钢的运行行为，辊子上的带钢总是趋向于以90°的夹角垂直辊子轴线方向运行。事实上，辊子轴线不平行，甚至带钢拱形都会导致带钢进入辊子的角度偏离90°。偏离的大小，记为跑偏角。 为带钢跑偏速度，mm/s；为跑偏速度系数，其大小与辊子表面状态、带钢与辊子包角等有关，理想状况下可取1.0；为辊子圆周线速度，mm/s；—跑偏角度。 实际上，各种辊子在长期运行过程中，由于单边磨损大而成锥形。由于锥形辊使带钢张力分布不均匀，使带钢总是向粗的一端跑偏，而锥度的大小影响了跑偏的速度。 1.3.张力控制 带钢张力波动，特别是由于带钢张力不足或张力控制调整不当，会引起带钢张力的强烈波动，从而造成带钢运行过程中横向跑偏。 高的单位面积张力可以消除部分带钢弯曲及本身缺陷，从而每
电液伺服阀工作原理
汽轮机调速系统中的电液伺服阀工作原理：电液伺服阀是油动机的核心部件，靠它来接收电信号并控制进入油缸油流的多少。电液伺服阀安装在MSV，GV 和ICV的阀门油动机上，RSV的油动机没有安装电液伺服阀。通过向油动机的油缸供应高压油而将蒸汽阀门打开，而通过其将油缸的高压油泄去并靠弹簧力将蒸汽阀门关闭。电液伺服阀是由电磁部分（永久磁铁、导磁体、衔铁、线圈），两级液压放大器（挡板、软管、喷嘴、油路、四通滑阀、反馈弹簧）和过滤器（可更换过滤器和内置过滤器）等组成， 如图
所示。衔铁与挡板通过软管连接在一起，挡板下部连有一个反馈弹簧，弹簧的另一端为一球头，嵌放在滑阀的凹槽内。永久磁铁和导磁体形成一个固定磁场，当线圈中没有电流通过时，导磁体和衔铁间4个气隙中的磁通都是一样的且方向是相同的，衔铁处于中间位置。当有控制电流通过线圈时，一组对角方向的气隙中的磁通增加，另一组对角方向的气隙中的磁通减小，于是衔铁就在磁力作用下克服弹簧的弹性反作用力而偏转一角度，并偏转到磁力所产生的转矩与弹性反作用力所产生的反转矩平衡时为止。同时挡板因随衔铁偏转而发生挠曲，改变了它与两个喷嘴间的间隙，一个间隙减小，一个间隙加大。高压油从供油口进入伺服阀并且引入到四通滑阀的两端下面，经过过滤器以及孔板后，一路流向喷嘴和挡板，并通向回油；另一路流到四通滑阀的两端端面以形成对四通滑
阀的推力。当挡板挠曲，出现上述喷嘴与挡板的两个间隙不相等的情况时，两喷嘴后侧的压力就不相等，它们作用在滑阀的左右两端端面上，使滑阀向相应方向移动一段距离，压力油就通过四通滑阀的控制油口输向油缸或者使油缸的工作油通过滑阀的一个凸肩流出并通向回油。滑阀移动时，反馈弹簧下端球头跟着移动。在衔铁挡板组件上产生了一个转矩，使衔铁向相应方向偏转，并使挡板在两喷嘴间的偏移量减少，这就是反馈作用。反馈作用的后果就是使滑阀两端的差压减小。在接受一个正向电流指令信号时，这时滑阀的一个凸肩打开了EH油的供油口，油动机进油，蒸汽阀门打开，蒸汽阀门的LVDT输出的反馈信号增大，指令与反馈信号的偏差在不断减少，至伺服阀的开阀驱动指令也在不断减小，当伺服阀的输出指令与弹簧的反作用力平衡时，挡板回到中间位置，滑阀处于平衡状态，油动机此时停止进油，蒸汽阀门位置保持不变。电液伺服阀是有机械零偏的，而机械零偏是借助于滑阀一个端面上装设的一个机械偏置弹簧来实现的。其主要作用是当伺服阀失去控制信号或线圈损坏时，靠它的机械偏置使滑阀移动而打开泄油孔，使油动机油缸和回油相通，蒸汽阀门的弹簧力使油动机全关，确保机组安全。如果机械偏置为零或为正，
电液伺服控制系统
6-1 怎样区分一个系统是位置、速度或力电-液伺服控制系统。 按系统被控制的物理量的性质来区分，如果是要实现位置控制，当然就是位置电液伺服系统。 6-2 试比较电-液伺服系统与机-液伺服系统的主要优缺点和性能特点。 机液伺服系统的指令给定、反馈和比较都是采用机械构件，优点是简单可靠，价格低廉，环境适应性好，缺点是偏差信号的校正及系统增益的调整不如电气方便，难以实现远距离操作，另外，反馈机构的摩擦和间隙都会对系统的性能产生不利影响。机液伺服系统一般用于响应速度和控制精度要求不是很高的场合，绝大多数是位置控制系统。 电液伺服系统的信号检测、校正和放大等都较为方便，易于实现远距离操作，易于和响应速度快、抗负载刚度大的液压动力元件实现整合，具有很大的灵活性和广泛的适应性。特别是电液伺服系统与计算机的结合，可以充分运用计算机快速运算和高效信息处理的能力，可实现一般模拟控制难以完成的复杂控制规律，因而功能更强，适应性更广。电液伺服系统是液压控制领域的主流系统。 6-3 为什么说电-液伺服系统一般都要加以校正。 当电液位置伺服控制系统的某些性能指标不甚满意时，简单的方法可通过增大系统的开环增益来提高响应速度和控制精度，但提高开环增益受系统稳定性条件的制约，也就是受液压固有频率和阻尼比的限制。全面改善系统的性能仅仅靠调整开环增益是远远不够的，通过对电液伺服系统进行针对性的校正，往往能够获得更高性能的电液伺服系统，并且不同的校正方法，会得到不同的改善效果。 6-4 怎样才能简化位置电-液伺服控制系统。 当电液伺服阀的频宽与液压固有频率相近时，电液伺服阀的传递函数可用二阶环节来表示；当电液伺服阀的频宽大于液压固有频率（3~5倍）时，电液伺服阀的传递函数可用一阶环节来表示。又因为电液伺服阀的响应速度较快，与液压动力元件相比，其动态特性可以忽略不计，而把它看成比例环节。一般的液压位置伺服系统往往都能够简化成以下的这种形式。 ()()V 2h h h 21K G s H s s s s ζωω=??++ ??? 6-5 怎样理解系统刚度高，误差小。 以负载误差为例，对于I 型系统稳态负载误差为()ce L L022v m K e T K i D ∞= ，负载误差()L e ∞的大小与负载干扰力矩L0T 成正比，而与系统的闭环静刚度22V m ce K i D K 成反比，所以当系统的刚 度高时误差较小。
我司液压伺服控制系统的控制原理
概述 随着国内经济的高速发展，塑料制品行业对高速，高精密注塑机的需 求量与日剧增，而液压机高速，精密成型的保证，就是一必须拥有合 理而高刚性的锁模和射胶机构，二它必须拥有强劲的动力和反应灵敏 而精确的液控系统。其中，液压伺服控制系统是使执行元件以一定的 精度自动地按照输入信号的变化规律而动作的一种自动控制系统。其 可从不同的角度加以分类，按输出的物理量分类，有位置伺服系统， 速度伺服系统，力（或压力）伺服系统等；按控制信号分类，有机液 伺服系统，电液伺服系统，气液伺服系统；按控制元件分类，有阀控 系统和泵控系统两大类。下面，我们讨论阀控伺服系统。阀控伺服系 统主要由压力传感器，位置传感器，控制器和伺服阀等构成一个闭环 的系统，按系统的需求来分别做到或按序做到速度伺服控制，位置伺 服控制和压力伺服控制。最终，达到系统的要求和重复精度。 如图，传感器与控制卡（也可集成在塑机工控电脑中），伺服阀的有 机组合，就形成了一个闭环控制系统，随着系统工作情况要求的不同，来实现不同的伺服控制。在注射过程，注射到终点前，注射速度较为 重要，则此系统以速度闭环控制为主，控制器对位置传感器高频采样，测出活塞的瞬时速度与塑机电脑要求的速度对比，再发出调整后的信 号给伺服阀。最终，使活塞的运动速度达到塑机电脑要求的速度。进 入快到射胶终点，保压和熔胶背压阶段，这时压力较为重要，则此系 统以压力闭环控制为主，装在射胶油缸两侧的压力传感器传回的信号 起主要作用，控制卡将其与塑机电脑给出的压力信号对比，来调整给 伺服阀的信号，最终，使注射腔的压力值与设定值相同。在塑机电脑
没有发出任何指令的情况下，此时位置保持就比较重要，所以，系统 这时会主要进行位置闭环的控制。同理，在锁模油缸伺服控制的情形下，也是如此按顺序控制，锁模开始，快速移模可作速度闭环控制， 模具快合上时，切换到位置控制，有快速锁模到锁模油缸活塞停止的 位置之间的转换也是可控的，最后，模具合上时，切换的压力控制。 上述只是某种工艺要求下的伺服控制逻辑，随着不同的要求，控制的 逻辑，种类也都不尽相同，但是，其控制理念，是相同的。最终的目的，都是为了精确，迅速的达到塑机电脑的指令要求和保证动作的重 复精度。 下面对伺服闭环控制系统各组成部分作简单介绍。 传感器 任何好的系统，都必须具有迅捷，准确的感知部件，只有及时，准确 的监测执行机构当前所处的状态，控制器才能主动地发出新的指令， 来调整执行机构的运动，使之接近控制电脑所要求的运动状态。因此，全方位的了解执行机构，是伺服系统的必备条件。主要由压力，位置 等传感器来共同构成准确，及时的跟踪监测系统。传感器的固有特性，包括线性，最大采样频率，抗干扰能力等都对准确，及时地感知有重 要影响。 伺服阀 伺服系统中最重要，最基本的组成部分，它起着信号转换，功率放大 及反馈等控制作用。常见的伺服阀有直动式阀（滑阀），射流管先导 级伺服比例阀喷嘴挡板阀伺服电磁阀等。下面简单介绍它们的结构原 理及特点。 *直动式阀 将一与所期望的阀芯位移成正比的电信号输入阀内放大电路，此信号 将转换成一个脉宽调制电流作用在线性马达上，力马达产生推力推动 阀芯产生一定的位移。同时激励器激励阀芯位移传感器产生一个与阀 芯实际位移成正比的电信号，解调后的阀芯位移信号与输入指令信号 进行比较，比较后得到的偏差信号将改变输入至力马达的电流大小； 直到阀芯位移达到所需值。阀芯位移的偏差信号为零。最后得到的阀