彩涂线纠偏装置设计与分析

发布时间：2017-07-20 23:10

  本文关键词：彩涂线纠偏装置设计与分析

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【摘要】：在彩涂板连续生产中,原料板型、传送辊质量和设备的安装精确度等原因都会使带钢跑偏,带钢跑偏严重影响着正常生产和产品质量。良好的纠偏系统能解决这一问题,它能保证生产线无障碍稳定运行。于是,在高速运转的生产线中,带钢纠偏系统已成为彩涂线极其重要的设备。本文主要以天津大无缝彩涂板股份有限公司的对中纠偏系统为研究对象,深入地研究纠偏系统的数学模型及其控制方式,利用仿真软件对该统进行仿真,分析仿真数据。在建立纠偏系统的分析方法的同时,也介绍了带钢跑偏原因、电液伺服阀系统、AEMSim仿真、系统建模方法、Matalab/Simulink仿真、PID参数自整、模糊控制器和模糊PID控制技术等方面的知识。对中纠偏系统由光电传感器、电液伺服系统和位移传感器组成,是一套控制精度高、相应速度快的闭环控制系统。针对液压系统,着重研究液压建模软件AMESim的使用方法,并对纠偏液压系统进行分析。论文通过对纠偏系统原理的分析,根据流量方程、流体连续方程、力学方程最终确定纠偏系统的数学模型。通过仿真软件,运用时域分析法、根轨迹法、频域分析法对纠偏系统性能进行研究。在纠偏系统的基础上加入PID控制器,应用临界比例法寻找出最优控制参数,通过仿真分析加入PID控制后纠偏系统的性能。在结合常规PID控制原理和模糊控制原理的基础上,确定模糊PID参数自整方案。通过分析PID各参数的作用,确定每个参数的模糊规则,计算参数的控制规则表,最后通过仿真表明模糊PID控制的纠偏系统比常规PID控制纠偏系统具有更好的性能。随着经验的逐渐积累,模糊规则的不断优化,模糊PID控制会更能体现它的优越性。
【关键词】：纠偏系统 建模 电液伺服系统 仿真 PID控制 模糊控制
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;TG173
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 纠偏系统的背景与意义8
• 1.2 国内外纠偏系统的发展状况8-15
• 1.3 本论文研究的主要内容及章节安排15-17
• 第2章 纠偏系统的设计与分析17-32
• 2.1 带钢跑偏原因的分析17-20
• 2.2 纠偏系统的组成结构和工作原理20-22
• 2.3 电液伺服纠偏系统组成22-27
• 2.3.1 对中纠偏检测器23-24
• 2.3.2 液压伺服系统24-26
• 2.3.3 位移传感器26-27
• 2.4 液压原理图27-28
• 2.5 液压系统AMESim仿真28-31
• 2.5.1 AMSim软件介绍28-29
• 2.5.2 纠偏液压系统AMESim仿真29-31
• 2.6 本章小节31-32
• 第3章 纠偏系统模型建立和分析32-49
• 3.1 纠偏系统建模方法32
• 3.2 液压缸传递函数32-37
• 3.2.1 伺服阀流量方程33-34
• 3.2.2 液压缸流量连续方程34-35
• 3.2.3 液压缸和负载的力平衡方程35-36
• 3.2.4 液压缸传递函数的确定36-37
• 3.3 电液伺服阀传递函数37-38
• 3.4 系统的相关计算38-40
• 3.4.1 系统已知参数38-39
• 3.4.2 光电传感器传递函数39
• 3.4.3 伺服放大器的传递函数39
• 3.4.4 电液伺服阀的传递函数39
• 3.4.5 液压缸传递函数39-40
• 3.4.6 外力负载传递函数40
• 3.4.7 位移传感器传递函数40
• 3.5 电液伺服阀模型的建立40-41
• 3.6 控制系统仿真41-48
• 3.6.1 控制系统仿真概述41-42
• 3.6.2 Matlab/Simulink仿真概述42
• 3.6.3 控制系统的性能指标42-44
• 3.6.4 纠偏控制系统分析方法44-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第4章 纠偏控制系统方法的研究49-73
• 4.1 PID控制概述49
• 4.2 PID控制原理49-52
• 4.2.1 模拟PID控制50-51
• 4.2.2 数字式PID调节器51-52
• 4.3 PID调节器参数的工程整定52-55
• 4.3.1 工程整定方法52-53
• 4.3.2 临界比例度法53-55
• 4.4 模糊控制技术55-57
• 4.4.1 模糊控制技术的发展55
• 4.4.2 模糊控制技术的优点55-56
• 4.4.3 模糊理论的基本概念56-57
• 4.5 模糊控制系统的组成57-62
• 4.6 模糊控制系统的设计62
• 4.7 模糊PID控制62-64
• 4.7.1 模糊PID控制器的原理63
• 4.7.2 模糊PID控制的参数整定方法63-64
• 4.8 纠偏系统模糊PID控制器仿真设计64-72
• 4.8.1 模糊PID控制器输入输出设定65-68
• 4.8.2 模糊规则集的设定68-70
• 4.8.3 确定量化因子和比例因子70
• 4.8.4 系统Simulink模型的建立与仿真分析70-72
• 4.9 本章小结72-73
• 第5章 总结与展望73-75
• 5.1 论文总结73
• 5.2 展望与探讨73-75
• 参考文献75-77
• 论文发表及参加科研情况77-78
• 附录78-81
• 致谢81-82

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本文编号：570415