轧机单辊传动系统负荷平衡控制器的研究

发布时间：2021-03-31 22:23

　　在轧机主传动系统中,单台电机拖动两个轧辊的控制系统会影响生产效率,需要引入多电机同步控制系统。在设计多电机同步控制系统时,选取交叉耦合同步控制结构,并设计负荷平衡控制器,分别研究轧辊刚性连接系统与轧辊弹性连接系统中负荷平衡控制器对速度同步控制效果的影响。针对负载扰动影响电机转速的问题,在刚性连接系统中,设计了单神经元自适应PID负荷平衡控制器,并构造了负荷观测器与扩张状态观测器。将观测器观测的轧辊转速差作为负荷平衡控制器的输入量。仿真结果表明,与引入负荷观测器的系统相比,在受到轧制扰动后,引入扩张状态观测器的系统响应速度加快,同步误差峰值减小了30%,而且当参数变化时,有效增强了系统的鲁棒性。在弹性连接系统中,设计了模糊PID负荷平衡控制器,将观测的传动轴扭矩差和轧辊转速差两个因素作为负荷平衡控制器的输入量。仿真结果表明,与转速差单因素输入相比,两因素输入同步控制系统的超调量减小了17%,同步误差降低了38.2%。为了进一步提高弹性连接系统的同步控制精度,在两个输入因素的基础上,设计了BP神经网络PID负荷平衡控制器,并与模糊PID负荷平衡控制器比较。仿真结果表明,BP神经网络PID负... 

【文章来源】：华北理工大学河北省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

直流电机等效电路图

华北理工大学硕士学位论文-26-调节器的调节下可以较快地实现轧辊的负荷平衡，响应时间缩短到1.175s；回到稳态的实际响应时间更短，响应时间为5.178s，缩短了近16.5%。图17系统a、系统b上辊电机转速对比图Fig.17Comparisonofrollermotorspeedonsystemaandsystemb由图18~图20可得，两个系统都可以实现上下辊电机的速度同步，而且有较高的同步精度。在速度同步误差方面，0~4s期间，系统a达到0.0003rad/s用时1.437s；4s受到轧制扰动后，系统a的速度同步误差的绝对值慢慢变大，同步性能逐渐变差，在4~4.5s内速度同步误差为-0.2423rad/s。系统b引入负荷观测器后，在0~4s期间，达到0.0003rad/s所需的时间为1.46s，达到速度同步所需时间略长于系统a。受扰动后同步误差峰值为-0.1259rad/s，系统b速度同步误差峰值的绝对值较系统a减小了48%，同步性能明显好于系统a没有负荷观测器的情况。图18有无负荷观测器速度同步误差对比图Fig.18Comparisonofspeedsynchronizationerrorofloadobserver

华北理工大学硕士学位论文-26-调节器的调节下可以较快地实现轧辊的负荷平衡，响应时间缩短到1.175s；回到稳态的实际响应时间更短，响应时间为5.178s，缩短了近16.5%。图17系统a、系统b上辊电机转速对比图Fig.17Comparisonofrollermotorspeedonsystemaandsystemb由图18~图20可得，两个系统都可以实现上下辊电机的速度同步，而且有较高的同步精度。在速度同步误差方面，0~4s期间，系统a达到0.0003rad/s用时1.437s；4s受到轧制扰动后，系统a的速度同步误差的绝对值慢慢变大，同步性能逐渐变差，在4~4.5s内速度同步误差为-0.2423rad/s。系统b引入负荷观测器后，在0~4s期间，达到0.0003rad/s所需的时间为1.46s，达到速度同步所需时间略长于系统a。受扰动后同步误差峰值为-0.1259rad/s，系统b速度同步误差峰值的绝对值较系统a减小了48%，同步性能明显好于系统a没有负荷观测器的情况。图18有无负荷观测器速度同步误差对比图Fig.18Comparisonofspeedsynchronizationerrorofloadobserver


本文编号：3112174