连铸过程检测信号的频域分析及应用方法研究

发布时间：2021-10-20 19:22

　　连铸在整个钢铁生产流程中担负着承上启下的关键作用,是钢铁工业结构优化、质量提升、品种开发和节能降耗的核心。然而,高拉速下漏钢、鼓肚等各种质量异常层出不穷,给铸坯质量和生产顺行带来极大影响。因此,对连铸生产的重要过程参数进行在线检测,探索开发质量缺陷和过程异常的在线诊断及预测方法,始终是连铸过程在线监控的重中之重。以往在分析信号时通常仅关注信号的时域特性,即根据信号随时间的变化趋势和特征对异常进行预测,但由于生产过程中影响检测信号的因素众多,导致信号的时序特征模糊和弱化,仅通过时域分析难以从检测信号中提取出有用信息。本文运用傅里叶变换方法建立针对连铸过程周期检测信号的时/频域变换模型,对生产过程中的实测数据进行频域分析,捕捉信号的频域特征及其规律,研究和考察浇铸工艺对实测周期信号的影响,并通过正常/异常过程检测信号的对比,尝试从周期信号在线检测和频域转化的角度探讨过程异常的在线预测方法。首先,通过对结晶器液压振动系统的振动状态和动态特性数据进行频域处理,得到信号的频率谱,通过分析信号在频域中的基频、谐频、直流分量以及能量强度,对其状态进行初步研讨。结果显示,频域分析可以监测振动系统左右两... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 连铸过程简介
    1.2 连铸坯鼓肚及其影响因素
        1.2.1 鼓肚形成机理
        1.2.2 影响鼓肚的主要因素
        1.2.3 结晶器液位的周期波动
        1.2.4 连铸坯鼓肚的研究现状
    1.3 结晶器振动与摩擦行为概述
        1.3.1 结晶器振动
        1.3.2 结晶器液压振动系统简介
        1.3.3 连铸坯与结晶器间的摩擦行为
        1.3.4 结晶器摩擦力影响因素
    1.4 过程检测信号的分析方法
    1.5 本论文主要研究内容
2 连铸过程周期信号的频域分析方法
    2.1 傅里叶变换的理论基础
        2.1.1 傅里叶变换简介
        2.1.2 傅里叶变换原理
        2.1.3 快速傅里叶变换
    2.2 小波变换
        2.2.1 小波变换简介
        2.2.2 小波变换原理
        2.2.3 小波基函数的类型与特征
    2.3 计算方法的选择
    2.4 程序设计及参数选择
3 结晶器振动/摩擦信号的时/频域转换与分析
    3.1 实验条件与结晶器振动状态检测系统
    3.2 液压缸输出力的频域分析
        3.2.1 液压缸振动位移频域分析
        3.2.2 结晶器振动系统的动态特性
    3.3 摩擦力检测方法概述
        3.3.1 摩擦力检测思路
        3.3.2 摩擦力检测系统简介
    3.4 结晶器瞬态摩擦力时域特性研究
        3.4.1 瞬态摩擦力的周期特性
        3.4.2 拉速变化对摩擦力的影响
        3.4.3 不同振动方式下摩擦力的时域特性
        3.4.4 漏钢前摩擦力的时域变化
    3.5 结晶器摩擦力频域特性研究
        3.5.1 拉速变化时摩擦力的频域特性
        3.5.2 不同振动方式下摩擦力的频域特性
        3.5.3 漏钢前摩擦力的频域特性
    3.6 本章小结
4 结晶器液位的频域分析及铸坯鼓肚在线检测方法探讨
    4.1 实验条件与铸机参数
    4.2 结晶器液位控制系统
        4.2.1 结晶器液位测量系统
        4.2.2 塞棒控制系统
    4.3 鼓肚与结晶器液位的周期性规律
        4.3.1 鼓肚发生的规律
        4.3.2 结晶器液位周期性波动机理
    4.4 结晶器液位信号时域特性研究
        4.4.1 结晶器液位信号与塞棒时域信号的联系
        4.4.2 不同拉速下结晶器液位信号时域信号特性
        4.4.3 正常/异常结晶器液位时域信号特性
    4.5 结晶器液位信号频域特性研究
        4.5.1 结晶器液位信号与塞棒频域信号的联系
        4.5.2 不同拉速下结晶器液位信号频域信号特性
        4.5.3 正常/异常结晶器液位时域信号特性
    4.6 鼓肚预测判据及在线检测方法讨论
        4.6.1 鼓肚检测流程设计
        4.6.2 液位波动幅度
        4.6.3 铸辊压力波动幅度
        4.6.4 液位功率谱频率与辊间距
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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[7]板坯连铸鼓肚变形的仿真研究[D]. 裴英杰.燕山大学 2011
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[9]分数傅里叶变换的研究与应用[D]. 王银花.安徽大学 2007
[10]小波框架的理论与应用[D]. 佘泽红.陕西师范大学 2006



本文编号：3447463