带钢纠偏控制系统设计
带钢纠偏控制系统设计
带钢纠偏控制系统设计作者：王佳佳高晓丁聂兆明李远朝来源：《电子世界》2012年第24期【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。
【关键词】钢带；纠偏控制；智能PID控制；卷取机1.引言钢带纠偏控制是指钢性卷材在喷涂、印刷、冲切、层合、分切或其它绕卷过程中始终要保持钢性卷材侧面整齐一致而采取的技术操作。
卷材边缘一旦没有对齐就会引起后续的工步出错，导致材料浪费或停工调整。
所以在加工处理钢性卷材时需要对偏移的钢性卷材进行及时的纠偏操作。
2.控制系统的组成系统的组成如图1所示，由基于AT89C52处理器、光电传感器、数模及模数转换模块、伺服放大器及配套的伺服阀、位置传感器、液压缸及其配套的液压设备等组成。
3.控制系统的数学模型与算法实现3.2 算法实现该控制系统实现的是对钢带位置偏差信号的实时控制，而PID控制算法是被工程实际有力地证明了的先进控制算法，其算法简单、鲁棒性好、可靠性高。
在工程实际中，微分环节D很难控制，因为它对噪声比较敏感，抗噪声干扰性差。
所以本设计采用PI调节器，采用参数自调整规则以适应不同的工况，参数自调整PI调节器结构如图3所示。
4.MATLAB仿真分析控制系统设计完成后，对控制算法进行了MATLAB/SIMULINK仿真实验，并对仿真结果进行分析，参数自调整PI控制时的阶跃输入仿真曲线如图4所示。
仿真实验结果表明，控制器从不到2ms的时间开始响应，满足系统的要求，而且控制变化量平稳过渡超调量较小具有很好的鲁棒性和总体快速性。
仿真实验结果显示了该系统的控制效果良好。
5.结束语本设计主要研究的是对带钢在运行过程中出现的偏差进行实时的控制，以保证偏差在安全生产的范围内。
系统采用现在较流行的PID算法，使得系统的控制精度大大提高、系统的稳定性更好。
带钢生产线上的纠偏辊CPC系统设计安装的一般技术要
带钢生产线上的纠偏辊CPC系统设计安装的一般技术要求一．固定偏转中心的单辊或双辊式纠偏架1．纠偏架纠偏时最大偏转角度为±5°。
2．双辊式纠偏架只适合于设置在允许较小的进带跨距（通常小于6米左右）的机组中间段部位。
3．采用双辊式纠偏架时北美公司推荐的最小进带跨距为带材最大宽度的两倍，最大进带跨距建议最好不要超过6米。
4．纠偏架设置于机组中时，应尽可能使进带和出带都和纠偏架偏转平面（安装平面）垂直（90°），并且最好使进带跨距和出带跨距相等或基本相等。
5．纠偏探测器应布置于纠偏架的出口侧，并紧靠纠偏架布置。
推荐的安装距离为距纠偏架底座500-1000MM左右，最远不能超过出口跨距的1/2。
6．探测器安装固定时，应使探测器的安装中心线和机组中心线重合，并且使出口侧带材位于探测器光源和接受器（光电式）或探测器开口（电容式）之中间位置。
7．视在机组中的位置不同，双辊式纠偏架可允许180°穿带及Z型穿带方式安装，单辊纠偏架则只宜用于180°穿带方式的场合。
8．在±5°的最大偏转角度时，纠偏架的纠偏能力为±L/12（L-纠偏辊外侧之间距，等于纠偏辊之中心距与纠偏辊最大外经之和）。
二．无固定偏转中心单辊式纠偏架1．该类型纠偏架只适合用于机组中进带跨距较长的位置处。
通常在进带跨距大于6米以上时，才可考虑采用此类型纠偏架。
2．纠偏最大偏转角度为±5°。
3．通常多用于90°穿带位置，但也可用于180°穿带位置。
4．90°穿带方式安装时，应使纠偏架的视在几何偏转中心布置于进带方向侧，同时必须使进带方向平行于纠偏架摆动平面，出带方向垂直于纠偏架摆动平面（也即安装平面）。
5．纠偏探测器应布置于纠偏架的出口侧，并紧靠纠偏架布置。
推荐的安装距离为距纠偏架底座500¬--1000MM左右，最远不能超过出口跨距的1/2。
[机械设计自动化精品]钢带自动纠偏机液压系统分析与设计毕业设计开题报告[管理资料]
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毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：机械工程与自动化学院、机械工程系专业：机械设计制造及其自动化专业设计题目：钢带自动纠偏机液压系统分析与设计指导教师:2011 年 3月 20 日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述[1]薄板和带材生产线带材生产线(或卷材生产线)，是一种连续的生产装置，该装置能依照标准的条件，加工轧钢机生产的金属绕卷，使之变成完全合格的待售产品。
带材生产线，依据恒定的工艺时间，即各个工序恒定的生产线速度，生产出质量一致的产品。
这主要借助于在生产线每一端的一些环形塔或存储器来实现。
在正常的运转条件下，输入端的存储器保持满载，而输出端的存储器则是空载。
在一个带材生产线上，有两种基本的工艺区域，即化学处理区域和有机涂覆区域。
后者可以是一或二级滚漆，也可以是一种塑料薄膜覆盖器。
·化学处理区域可分成两种主要的类型，即采用常规的工艺，和采用直接干燥或无漂洗工艺。
有时，磨洗被用来调整预处理前的金属表面。
这些届子通常安装在分段式碱洗区域的中部。
在预处理区域，常规喷射、喷涂、反应池和滚涂等若干种方法，均可采用。
喷涂工艺是常规喷射预处理工艺的一种变化，它在德国多用。
其过程是，把受控数量的溶液，喷射在带材上，继后是发生反应的停喷区间，然后便是水洗。
反应池，是一种浸渍处理形式，溶液在泵的输送下，与浸没的带材逆方向通过反应池。
这种工艺，能使接触时间减少至5s仍然有效，不需要复杂的喷射处理。
滚涂法主要用于无漂洗的预处理。
随着国民经济的发展，家电行业以及汽车制造业对冷轧薄板、镀锌板、彩色钢板的需求日益增多，带钢的产品质量不尽相同，出了其它影响带钢产品质量的因素外，在卷取过程中造成的成品带钢质量缺陷，如：钢卷边部不齐、错边、塔形、塌卷、表面擦伤、带头折痕等，严重影响了用户的后续使用，造成很大经济损失，日益引起了人们的重视。
这些缺陷一般为带材跑偏引起，在带材生产线上，带材的跑偏是不可避免的，带材纠偏控制系统是带材生产线上必不可少的重要控制系统[2]。
带钢自动对中纠偏／对边控制系统(CPC／EPC)的调整
ｌ 麓酥
图 ２ 横 切 机 组 工 艺 流 程
为使冷 轧板 卷产 品符合 国家 质量标 准 ， 中开 其 卷 机控 制使 用 对 中纠 偏装 置 Ｃ Ｃ，对 带 钢 位置 的 Ｐ
偏 差进行 纠正 。 使带 钢开卷 后能 准确 地进 入机 组 中
致使 带 钢在运 行 中频繁发 生 圆盘剪脱 边 、 卷取 塔形
一
Ｃ ＣＥ Ｃ装 置使 用 传感 器 定 位装 置 作 边 缘 检 Ｐ ／Ｐ
测 ，其 连 接 交 变光 测 量接 受器 （ 一个 测量 接 受器
Ｌ １ 一个 参 考 接受 器 Ｌ １） Ｓ ３和 Ｓ４ ，对 准 高频 发 射光
源 。为 了避 免 周 围光线 对 板带 边 缘 控 制 系统 的影 响 ，采 用 由 １０ Ｈ ０ ０ ｚ调 制 电压 供 电 的 发 射 光 源 。
公 差 、 层公 差超标 等 问题 ， 重影 响产 品质 量 ， 错 严 同
时停 机 处理 又 影 响生 产 产量 。 厂里 根 据 Ｃ ＣＥ Ｃ Ｐ ／Ｐ
心 线 。一是保证 圆盘 剪 的剪切精 度 ， 是保 证 横切 二
装 置控 制 系 统 的工 作 原理进 行 了故 障 分 析并 作 调
Ｅ Ｃ为 例 ，控 制系统 功能原 理如 图 ４所 示 ： Ｐ
个 连续 的 闭环 式 电 液调 节 系统 ．采 用 传感 器 定
位装 置检 测 带钢 一侧 边 缘 的位置 变化 ，在 电动 滑
测量 接受 器 Ｌ １ Ｓ ３和参 考接 受 器 Ｌ ４的信 号 通过 Ｓ１ 相 应 的 电子 滤波 器 ，只 有 高频 部 分被 接 收 ，而且 高 频 发射 光 源 的发光 强 度是 通 过 内部 的闭环 系统 保 持 不 变 的 。这 就保 证 了板 带边 缘测 量 不受 周 围 光 线 的影 响 。高 频 电源 由高 频 变 压器 和 板带 控 制 调 节 器 的 高频 光 电 源板 、高 频光 发生 板 提供 。 以
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)谢辞 (65)参考文献 (66)引言1.轧制过程自动化的基本概念自动化一词对于我们已不陌生，因为各工业部门正在广泛地采用着不同的自动化技术。
改进型钢带自动纠偏系统的设计
改进型钢带自动纠偏系统的设计作者：梁康宁来源：《广东科技》 2014年第2期梁康宁（广东盈泉钢制品有限公司，广东清远 511538）摘要：针对常规的光电液压伺服式钢带自动纠偏系统的缺点，提出了一种简易、效果良好的自动纠偏系统，并对其结构、特点和控制原理进行了介绍。
关键词：钢带；纠偏系统；改进；设计0 前言在钢带连续作业生产线中，如硅钢连续脱碳退火生产线或镀锌板生产线等，当钢带板形不良时易产生跑偏现象，严重时会造成刮边、断带等事故。
因此在生产线上需配置纠偏装置，使钢带沿着机组中线运行，控制其偏移量不超过一定范围。
目前普遍采用光电液压伺服机的自动对中纠偏装置（简称CPC），采用光电检测，通过伺服阀控制液压缸使纠偏辊摆动以达到纠偏效果。
CPC可以实现连续自动的纠偏控制，对中精度高，但结构复杂，维护检修难度大。
此外，其配套的液压系统长期连续运转，伺服阀易损坏，易产生漏油现象，能耗亦较大。
为了克服常规CPC的缺点，对CPC进行了改进，设计出一种控制效果好、造价低廉、容易维护的全电控式自动纠偏系统。
1 全电控纠偏系统的结构由机械系统和电控系统组成，结构原理框图见图1。
机械系统包括机架、纠偏辊、驱动装置（步进电机、加强型滚珠丝杆等）。
电控系统包括检测装置、比较放大器、步进控制器、人机界面等。
（1）检测装置：利用光敏接收装置将带钢两边接收到灯管发出的光通量转化为正负极性直流0～10V的模拟信号。
（2）比较放大器：采用通用型12点输入/输出单片机。
其对工作环境的抗干挠要求不高、可靠性较高、故障率低、实用性较好。
也可用PLC可编程控制器，使用更灵活，但成本稍高。
（3）步进控制器：采用与步进电机配套的成品控制器。
（4）人机界面（操作器）：用2×10字的LCD显示屏构成人机界面，显示屏与比较放大器板间用485通讯方式进行通讯连接。
显示屏的功能分两部分：①工作画面，主要是手动/自动切换，手动的左/右、正/反极、对边/对线的功能设置及速度是0～9级速度可调的设置，以满足响应不同工艺速度的需要；②电机参数的设置，主要是电机转动死区时间、连续转动时间上限，占空比等参数的设置。
带材纠偏控制系统最终
液压控制系统
带材纠偏系统研究背景
在带材生产线上， 在带材生产线上 ， 带材的跑偏是不可 避免的， 避免的，带材纠偏控制系统是带材生产线 上必不可少的重要控制系统。 上必不可少的重要控制系统。在带材连续 生产设备和带材处理设备中， 生产设备和带材处理设备中，使带材能无 故障的运送，卷取时边缘整齐， 故障的运送，卷取时边缘整齐，使得带材 在包装、运输和码放时很方便，还减少了 在包装、 运输和码放时很方便， 带材在此过程中由于边缘不齐而引起的损 有利于较好地完成技术指标， 伤，有利于较好地完成技术指标，提高经 济效益，降低成本。 济效益，降低成本。
液压控制系统
电液伺服阀
在电液伺服系统中， 在电液伺服系统中，电液伺服阀将系统的 电气部分与液压部分连接起来，实现电、 电气部分与液压部分连接起来，实现电、液信 号的转换与放大以及对液压执行元件的控制。 号的转换与放大以及对液压执行元件的控制。 电液伺服阀是电液伺服系统的关键部件， 电液伺服阀是电液伺服系统的关键部件，它的 性能及正确使用， 性能及正确使用，直接关系到整个系统的控制 精度和响应速度， 精度和响应速度，也直接影响到系统工作的可 靠性和寿命。 靠性和寿命。 电液伺服阀控制精度高、 响应速度快， 电液伺服阀控制精度高 、 响应速度快 ， 是一种高性能的电液控制元件， 是一种高性能的电液控制元件，在液压伺服系 统中得到广泛的应用。 统中得到广泛的应用。
液压控制系统
电液伺服阀
当伺服阀失电时， 挡板位于两个喷嘴 中间，所以主阀两 个控制腔中的压力 是相等的 ， 即主阀 芯也是位于中位。 芯也是位于中位。
A B T P T
A
P
B
液压控制系统
电液伺服阀
在电-机械转换器线 在电 机械转换器线 圈中通入电流会激 磁衔铁，并引起其 倾斜。衔铁倾斜方 向由电压极性来确 定。
论文说明书-带材纠偏装置控制系统(24页)
论文说明书——带材纠偏装置控制系统（24页）一、项目背景随着我国工业自动化水平的不断提高，各类生产线对带材的质量要求也越来越高。
在实际生产过程中，带材跑偏现象时常发生，这不仅影响了生产效率，还可能导致产品质量下降。
为解决这一问题，我们研发了一套带材纠偏装置控制系统，旨在提高生产线的稳定性和带材的精度。
二、研究目的与意义1. 研究目的本论文旨在设计一套带材纠偏装置控制系统，通过对带材运行过程中的实时监测与调整，实现带材自动纠偏，降低生产过程中的故障率，提高生产效率。
2. 研究意义（1）提高带材生产线的自动化程度，减轻操作工人的劳动强度；（2）确保带材在生产过程中的稳定运行，提高产品质量；三、系统设计原理1. 系统概述带材纠偏装置控制系统主要由检测部分、控制部分和执行部分组成。
检测部分负责实时监测带材的运行状态，控制部分根据检测到的数据进行分析处理，并输出控制信号，执行部分根据控制信号对带材进行纠偏。
2. 系统设计原理（1）检测部分：采用高精度传感器，实时监测带材的运行位置；（2）控制部分：采用PLC（可编程逻辑控制器）作为核心控制器，实现对检测数据的处理和分析；（3）执行部分：通过伺服电机驱动纠偏机构，实现对带材的实时纠偏。
四、系统硬件设计1. 传感器选型根据生产现场的实际需求，本系统选用精度高、响应速度快的光电传感器作为检测元件。
2. 控制器选型本系统选用性能稳定、抗干扰能力强的PLC作为核心控制器，实现对整个系统的实时监控与调整。
3. 执行机构选型根据纠偏力矩和响应速度的要求，本系统选用伺服电机驱动纠偏机构，确保带材在高速运行过程中的纠偏效果。
五、系统软件设计1. 软件架构带材纠偏装置控制系统的软件部分采用模块化设计，主要包括主控模块、检测模块、纠偏模块、通信模块和人机交互模块。
这样的设计便于后期维护和功能扩展。
2. 程序设计（1）主控模块：负责整个系统的启动、停止和异常处理，确保系统稳定运行；（2）检测模块：实时采集传感器数据，对带材位置进行监测；（3）纠偏模块：根据检测模块提供的数据，计算纠偏策略，并输出控制信号；（4）通信模块：实现PLC与上位机之间的数据交换，便于监控和调试；六、系统调试与优化1. 系统调试在硬件安装完成后，我们对带材纠偏装置控制系统进行了详细的调试。
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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)谢辞 (65)参考文献 (66)引言1.轧制过程自动化的基本概念自动化一词对于我们已不陌生，因为各工业部门正在广泛地采用着不同的自动化技术。
自动化实际是一门边缘学科，它从许多不同的学科领域汲取知识。
加强对它的研究，不仅能有利于一系列原来认为是各自独立的学科汇集起来，而且可以把它们用来解决各种不同的工程技术问题。
轧制过程自动化所要解决的问题是：提高和稳定产品质量，提高轧机等设备的使用效率，以便达到最经济地进行生产和经营的目的；在环境恶劣人不能靠近的场合实现自动控制，把人们从繁重的体力劳动中解放出来。
2.轧制过程自动化的发展状况轧制过程自动化的发展，大体经历了单机自动控制系统，电子计算机和单机自动控制系统共存以及全数字计算机控制系统等几个阶段。
轧制过程自动化的发展，大体可分为三个阶段：第一阶段大约在四五十年代，为单机自动化阶段；第二阶段在六十年代，为计算机和单机系统共存阶段；第三阶段为七十年代至今，是全数字计算机控制阶段。
3.轧制过程自动化的必要性在整套轧制设备上采用计算机控制系统实现轧制自动化，不仅可以把人从繁重的体力劳动中解放出来，重要的是能满足轧制生产的技术要求的迅速发展需要。
实现轧制自动化有以下几个方面的效果：(1)能够迅速适应轧制程序的变化，在手动的情况下非常慢，通过计算机系统控制能根据轧制的波动自动进行调节控制，使其保持不变或按一定规律变化。
(2)能够减少误轧次数，一般情况下，当出现误轧时，检修或换辊时，要花费很多时间，造成很大的浪费和损失。
采用计算机系统控制按照事先编好的程序迅速地进行工作，可以避免或减少误轧次数，节约经济。
(3)有可能实现大范围的尺寸改变，特别是在精轧中，过去手动很难实现。
(4)能显著提高轧制的尺寸精度，在薄材轧制过程中，采用计算机控制可以提高厚度自动控制系统的性能，能显著改善薄材的精度。
(5)能稳定精轧时的温度，由于采用计算机控制后，既可以做到控制轧件的温度，而又可以确定最佳轧制速度。
除上述优点外，计算机控制系统还可以改善轧件的断面形状，提高轧件宽度，精简操作环节。
为了适应轧制生产向连续化，高速化，大型化和自动化的迅速发展，我们必须掌握与之相关的自动化知识。
只有这样才能使得轧制自动化技术有更加美好的未来。
具体而言，在计算机位置控制系统中经常遇到带材跑偏的间题，由于前道工序收卷不齐或机组中的辊组偏差、振动、张力失调、横向厚度不均等原因，造成带材边缘或带材某一纵向标志线与机组的中心线不平行或不重合，导致带材的横向跑偏。
卷取是带材生产的最后一个环节，其卷取的平整度将极大地影响产品的外观。
带材在运行的作业线上应在一定的横向公差范围内对准机组中心线(或设定位置)，否则就会刮坏设备(如酸洗机组的酸洗槽侧壁或退火线加热炉侧壁)，在这种情况下就需要对带材实行对中控制(CPC);在另外一种情况下，如要求卷取机上卷取的带材边缘应该整齐，则需要以带材边部某一纵向线为基准实行边缘纠偏控制(EPC)，否则影响产品质量和带卷外观。
因此，带材的这两种位置控制往往是带材连续作业线上必不可少的环节。
目前已有一些带材纠偏系统在实际应用中获得了成功。
但传统的纠编系统大都采用模拟式的PID控制规律。
由于带材跑偏呈波形快速不规则振荡特性，控制系统的动特性难以用精确的数学方式描述，从而使PID参数整定变得十分困难。
同时PID纠偏系统超调大，精度不高。
因此，PID纠偏系统在实际应用中不能获得满意的纠编效果。
随着计算机的发展和集成电路的出现，精度更高、稳定性更强、快速性更好的控制算法得以实现。
1电液伺服控制系统1.1电液控制系统的发展历史概述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,其次是工程机械。
在以后的几十年中,电液控制技术的工业应用又进一步扩展到工业机器人控制、塑料加工、地质和矿藏探测、燃气或蒸汽涡轮控制及可移动设备的自动化等领域。
电液比例控制技术及比例阀在20世纪60年代末70年代初出现。
70年代,随着集成电路的问世及其后微处理器的诞生,基于集成电路的控制电子器件和装置广泛应用于电液控制技术领域。
现代飞机上的操纵系统。
如驼机、助力器、人感系统，发动机与电源系统的恒速与恒频调节，火力系统中的雷达与炮塔的跟踪控制等大都采用了电液伺服控制系统。
飞行器的地面模拟设备，包括飞行模拟台、负载模拟器大功率模拟振动台、大功率材料实验加载等大多采用了电液控制，因此电液伺服控制的发展关系到航空与宇航事业的发展，在其他的国防工业中如机器人也大量使用了电液控制系统。
1.2 电液伺服控制系统的特点和构成电液伺服控制系统特点:均为闭环系统;输出为位置、速度、力等各种物理量;控制元件为伺服阀(零遮盖、死区极小、滞环小、动态响应高、清洁度要求高)；控制精度高;响应速度快；用于高性能场合。
此系统的一般构成如图1.1所示。
伺服放大器检测反馈元件伺服阀控制对象液压执行元件被控制量被控制对象液压源u gu f Q u e I图1.1 电液伺服系统的一般构成 1.3 电液伺服控制系统的发展趋势电液伺服控制已经开始向数字化发展,液压技术同电子技术、控制技术的结合日益紧密,电液元件和系统的性能有了进一步的提高。
电液伺服控制将在电子设备、控制策略、软件和材料方面取得更大的突破,主要包括以下几个方面。
(1)与电子技术、计算机技术融为一体。
随着电子组件系统的集成,相应的电子组件接口和现场总线技术开始应用于电液系统的控制中,从而实现高水平的信息系统,该系统简化了控制环节、易于维护,提高液压系统的可控性能和诊断性能。
(2)更加注重节能增效。
负荷传感系统和变频技术等新技术的应用将使效率大大提高。
(3)新型电液元件和一体化敏感元件将得到广泛研究和应用,如具有耐污染、高精度、高频响的直动型电液控制阀,液压变换器及电子油泵等的研究。
(4)计算机技术将广泛应用于电液控制系统的设计、建模、仿真试验和控制中。
2带钢纠偏控制系统设计2.1带钢纠偏控制系统原理2.1.1课题背景近年来，随着科学技术的发展、制造技术的进步，产品质量和品种多样化的要求日益提高。
其中，汽车工业及装备制造业的迅猛发展大大增加了对钢材的需求。
然而，我国的很多钢铁企业由于设备使用年限过长，电气控制系统和液压传动系统损坏严重，控制精度达不到要求，不能满足当前生产的需求。
为保证带钢的质量，需要根据机组运行情况设计安装相应的自动纠偏控制系统，整齐带钢边部，从而提高钢材的产量、成品率和生产效率。
2.1.2带钢纠偏控制系统简介带钢纠偏系统EPC (Edge Position Control)即边缘位置控制，广泛应用于钢带、铝带、铜带等金属带材轧机、纵剪机列、清洗机列等生产中，用来对带材连续生产进行跑偏控制。
常见的跑偏控制系统有气液和光电液伺服控制系统。
两者工作原理相同，其区别仅在于检测器和伺服阀不同，前者为气动检测器和气液伺服阀;后者为光电检测器和电液伺服阀，并各有所长。
电液伺服控制系统的优点是信号传输快;电反馈和校正方便:光电检测器的开口(即发射与接受器间距)可达一米左右，因此可直接方便的装于卷取机旁，但系统较复杂。
气液伺服系统的最大优点是简单可靠且不怕干扰;气液伺服阀中的膜片不仅起气压-位移转换作用，还起力放大作用，因此系统中省去了放大器，简化了系统。