伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统建模及实验研究

发布时间：2023-05-07 05:58

　　连铸是钢铁生产中的重要环节,连铸结晶器是连铸中的铸坯成型设备,被喻为连铸机的“心脏”。连铸结晶器按期望的非正弦(或正弦)规律振动对提高拉坯速度、改善铸坯质量具有显著作用,是发展高效连铸的关键技术之一。本文以伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统为研究对象,建立了系统的机理模型及混合模型,对所建模型进行了验证及误差分析,并在伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统上进行了相关的实验研究。首先,针对实验室现有的伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统,介绍了该系统的总体结构和基本的工艺技术要求。其次,建立了伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统的机理模型,包括伺服电机转速闭环系统和偏心轴连杆机构等机械传动部分,并对系统的粘性摩擦系数、转动惯量等机理模型参数进行辨识估计。通过对比在相同输入信号下所建模型的仿真输出曲线和实际系统的实测输出曲线,来验证所建模型的正确性。再次,利用实测的电机转速跟踪曲线,辨识得到了伺服电机转速闭环系统的二阶模型,并结合偏心轴连杆机构等机械传动部分的机理模型,建立了伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统的混合模型。通过对比在相同输入信号下所建模型的仿真输出曲线和实际系统的实测输出曲线,并对...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 连铸结晶器振动工艺及设备发展概况
        1.2.1 结晶器振动工艺模型的发展概况
        1.2.2 结晶器振动装置的发展概况
    1.3 系统建模及其在连铸结晶器中应用的研究现状
    1.4 本文研究内容
第2章 伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统简介
    2.1 连铸结晶器振动台系统总体结构
    2.2 结晶器振动装置及振动规律
    2.3 电气控制部分
    2.4 连铸结晶器振动台系统的技术要求
    2.5 本章小结
第3章 伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统机理建模
    3.1 问题描述
    3.2 伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统建模
        3.2.1 伺服电机转速系统模型的建立及转动惯量等参数估计
        3.2.2 机械传动机构模型的建立
        3.2.3 伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统的机理模型
    3.3 系统实验数据采集及模型验证
    3.4 本章小结
第4章 伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统混合建模及误差分析
    4.1 问题描述
    4.2 伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统混合建模
        4.2.1 伺服电机转速闭环系统模型辨识
        4.2.2 伺服电机驱动的连铸结晶器振动台系统的混合模型
    4.3 系统实验数据采集及模型验证
    4.4 系统模型误差分析
    4.5 本章小结
第5章 伺服电机驱动的连铸结晶器振动台控制系统实验研究
    5.1 连铸结晶器振动台控制系统的组态及通信设计
        5.1.1 控制系统的硬件组态
        5.1.2 伺服驱动器S120与伺服电机的通信设计
        5.1.3 FM458与伺服驱动器S120的通信设计
        5.1.4 S7-400 PLC模块之间通信设计
        5.1.5 CPU414与上位机的通信设计
    5.2 连铸结晶器振动台控制系统程序设计
        5.2.1 伺服驱动器S120对电机参数自整定设计
        5.2.2 电机转速给定及结晶器振动位移采集程序设计
        5.2.3 结晶器位置归零程序设计
    5.3 连铸结晶器振动台控制系统的实验研究
        5.3.1 伺服驱动器S120对电机参数自整定实验
        5.3.2 电机转速给定及结晶器振动位移采集实验
        5.3.3 结晶器位置归零实验
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介



本文编号：3810419