带材纠偏电液伺服控制策略的研究

发布时间：2017-10-19 12:23

  本文关键词：带材纠偏电液伺服控制策略的研究

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【摘要】：带材在长达百余米或更长的连续生产线上运送时,由于带材板形不好、带钢张力不均、辊子表面质量缺陷、及设备安装精度较差等原因,带材不可避免要发生跑偏。带材跑偏过大会撞坏设备、降低带材质量甚至断带停产,给生产商带来很大经济损失。带材纠偏措施有很多,但当下应用最广、控制效果较好的是带材电液伺服控制系统。该系统主要是由控制器、伺服阀、液压缸、位移传感器、光电传感器等组成,当光电传感器检测到带材跑偏信号并将其传递给控制器,通过伺服阀控制液压缸推动卷取机带动钢卷移动将带钢纠偏至指定位置,再由位移传感器检测位置进一步反馈是否到达指定位置。带材纠偏电液伺服系统是典型的阀控缸系统,由于电液伺服系统具有非线性、时变的特点,传统的PID控制器存在调节时间长、控制精度不高等问题,针对这些问题本文通过在MATLAB/Simulink仿真平台软件搭建纠偏系统模型,进行了带材纠偏控制策略的研究。模糊控制因其不需知道控制系统准确数学模型特别适合非线性系统的控制,因此本文设计了带材电液纠偏模糊控制器。但是由于模糊控制具有其自身的缺陷,被控系统可能产生稳态误差等问题,故本文结合PID控制和模糊控制各自的优势设计了带材纠偏模糊PID控制策略,通过仿真分析对比不同控制策略的控制效果,证明模糊PID控制策略更优的结论。最后,本文设计了基于单片机控制系统的纠偏模拟试验装置并进行了试验,试验结果表明所设计的纠偏装置控制精度较高,纠偏设备成本较低,达到了工程应用的标准。
【关键词】：纠偏控制 MATLAB/Simulink 模糊PID 试验
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG334.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及研究意义10
• 1.2 带材纠偏控制系统国内外发展现状10-14
• 1.2.1 带材纠偏控制系统的类型10-13
• 1.2.2 带材纠偏控制系统的组成13
• 1.2.3 纠偏控制技术发展现状13-14
• 1.3 液压伺服系统中几种智能控制策略14-16
• 1.4 课题主要研究内容16-18
• 第2章 带材纠偏液压伺服控制系统18-30
• 2.1 带钢纠偏工艺过程18-19
• 2.2 带钢跑偏的的原因及危害19-22
• 2.2.1 带钢跑偏的原因19-22
• 2.2.2 带钢跑偏的危害22
• 2.3 防止带材跑偏的常用措施22-24
• 2.4 带材纠偏电液系统的结构和工作原理24-25
• 2.4.1 带材纠偏系统的典型结构24-25
• 2.4.2 带材纠偏系统的工作原理25
• 2.5 带材电液纠偏控制中的传感器25-29
• 2.5.1 光电检测器25-28
• 2.5.2 位移传感器28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 带材纠偏液压系统模型的建立30-48
• 3.1 带材纠偏液压系统原理图30-32
• 3.1.1 带材纠偏系统对液压系统的特点31
• 3.1.2 系统原理图分析31-32
• 3.2 建立液压系统模型32-41
• 3.2.1 液压缸参数33-35
• 3.2.2 伺服阀及伺服放大器35-37
• 3.2.3 液压动力机构37-40
• 3.2.4 检测器40
• 3.2.5 纠偏控制系统的方框图40-41
• 3.3 基于SIMULINK的纠偏系统仿真41-47
• 3.3.1 MTLAB/Simulink仿真软件介绍41-42
• 3.3.2 带材纠偏控制系统仿真42-44
• 3.3.3 带材纠偏控制系统PID校正44-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第4章 带材纠偏控制策略的设计与仿真48-65
• 4.1 模糊控制48-49
• 4.2 模糊控制器的设计49-59
• 4.2.1 模糊控制器结构设计49-50
• 4.2.2 带材纠偏模糊控制器设计50-57
• 4.2.3 纠偏模糊控制Simulink仿真57-58
• 4.2.4 模糊控制器的局限性58-59
• 4.3 模糊PID自适应控制策略59-64
• 4.3.1 自整定模糊PID原理59-60
• 4.3.2 带材纠偏系统模糊PID控制策略Simulink仿真60-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第5章 带材纠偏试验研究65-78
• 5.1 试验设计65-70
• 5.1.1 试验目的65-66
• 5.1.2 试验设备66-68
• 5.1.3 单片机带材纠偏控制器68-70
• 5.2 试验准备70-74
• 5.2.1 液压系统的安装及调试71
• 5.2.2 传感器标定71-74
• 5.2.3 联调74
• 5.3 试验结果74-77
• 5.4 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-82
• 致谢82

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3 樊经恕;带材的重卷、开卷及输送[J];冶金设备;1985年01期

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本文编号：1061077