大规格棒材锯切控制系统研究与实现

发布时间：2017-10-04 13:26

  本文关键词：大规格棒材锯切控制系统研究与实现

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【摘要】：本文针对某特钢厂的棒材连轧生产线锯切控制系统进行了研究,首先对控制系统进行了深入的现场调研,分析了控制系统的需求,重点对制约锯切质量和效率的锯片转速、锯位置控制以及棒材跟踪定位三个问题进行了研究。首先对直流调速理论进行了研究,根据实际电机参数建立了数学模型,使用Matlab进行了仿真,为实际设计系统打下基础,然后应用西门子6RA70调速器对系统进行了实现,应用效果良好。在基于电液比例阀控缸锯移动位置控制中分别利用PID和模糊PID控制方法对系统模型进行研究仿真,仿真曲线证明模糊PID控制方法响应速度和超调都优于常规PID控制方法,为今后实际应用打下了基础。在棒材跟踪定位研究中,利用跟踪定位基本原理并结合实际开发了棒材传送功能块和物料跟踪功能块,很好的满足了工艺需求,实现了锯切系统自动化和高效锯切的目的。本设计研究可对轧钢锯切生产线的设计提供有意义的借鉴和参考。
【关键词】：直流调速 跟踪 PID控制 模糊控制 PROFIBUS
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG561;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 论文研究的背景及意义9
• 1.2 目前研究现状9-11
• 1.3 研究内容及方法11-13
• 第2章 锯切生产线总体描述13-19
• 2.1 锯切生产线工艺概述13-14
• 2.2 锯切区域包括的主要设备14-16
• 2.2.1 锯区辊道14
• 2.2.2 砂轮锯14-15
• 2.2.3 夹紧辊道15-16
• 2.2.4 切头、取样收集装置16
• 2.2.5 定尺机16
• 2.3 锯切控制系统总体设计简介16-17
• 2.4 本章小结17-19
• 第3章 锯片主传动调速单元研究与设计19-41
• 3.1 锯片主传动系统19
• 3.2 直流调速特点基本方法及性能指标19-20
• 3.2.1 直流调速特点基本方法19-20
• 3.2.2 直流调速指标20
• 3.3 电流转速双闭环直流调速系统研究20-26
• 3.3.1 问题的提出20-21
• 3.3.2 转速、电流双闭环直流调速系统组成21
• 3.3.3 双闭环直流调速系统的动态数学模型21-22
• 3.3.4 双闭环直流调速系统工程设计22-24
• 3.3.5 双闭环直流调速系统MATLAB仿真24-26
• 3.4 锯片直流主传动调速器设计26-38
• 3.4.1 6RA70直流全数字调速器26
• 3.4.2 6RA70直流调速器与PLC间通信26-31
• 3.4.3 6RA70调速装置控制系统组态方法31
• 3.4.4 6RA70装置参数设置及优化方法31-34
• 3.4.5 6RA70调速器速度控制方法及电机速度控制实现34-38
• 3.5 本章小结38-41
• 第4章 基于电液比例阀控缸的位置控制系统研究41-65
• 4.1 锯切周期过程简介及系统组成41-43
• 4.1.1 锯切周期过程存在的问题41-42
• 4.1.2 电液比例阀控缸位置控制系统构成及原理42-43
• 4.2 电液比例阀控缸位置控制系统建模43-47
• 4.2.1 数字控制器环节44
• 4.2.2 比例放大器环节44
• 4.2.3 比例方向阀44-45
• 4.2.4 液压缸及负载传递函数45
• 4.2.5 反馈环节45
• 4.2.6 电液比例位置控制系统传递函数45-47
• 4.3 电液比例阀控缸位置控制系统PID控制器策略研究47-52
• 4.3.1 数字PID控制算法47-50
• 4.3.2 PID控制器的参数整定方法50-51
• 4.3.3 电液比例阀控缸位置控制系统PID参数整定及仿真51-52
• 4.4 电液比例阀控缸位置控制系统的模糊PID参数自整定控制策略研究52-64
• 4.4.1 模糊控制概述52
• 4.4.2 模糊控制原理52-53
• 4.4.3 模糊控制器设计53-57
• 4.4.4 模糊PID参数自整定控制产生的背景57
• 4.4.5 模糊PID参数自整定控制器结构57-58
• 4.4.6 电液比例阀控缸位置控制系统模糊PID参数自整定控制器设计58-63
• 4.4.7 电液比例阀控缸位置控制系统模糊PID参数自整定控制器仿真63-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 棒材跟踪定位研究与实现65-81
• 5.1 锯切区域棒材运送工艺流程65
• 5.2 棒材跟踪及定位综述65
• 5.3 检测信号选用65-68
• 5.4 跟踪的目的及基本原则、跟踪方法68-70
• 5.4.1 跟踪的目的及基本原则68
• 5.4.2 跟踪方法68-70
• 5.5 棒材跟踪基本原理70-71
• 5.6 棒材跟踪系统实现71-79
• 5.6.1 可编程控制器（PLC）编程语言简介71
• 5.6.2 程序设计方法及系统设计思路71-72
• 5.6.3 棒材传送功能块分析及设计思路72-73
• 5.6.4 物料跟踪功能块分析及设计思路73-75
• 5.6.5 软件设计及跟踪实现75-79
• 5.7 本章小结79-81
• 结论81-83
• 附录83-85
• 附录A83-84
• 附录B84-85
• 参考文献85-89
• 攻读硕士学位期间所发表的论文89-91
• 致谢91-93
• 个人简历93

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本文编号：970940