多變量運動控制系統(tǒng)(已修改)
2025-05-14 13:19 本頁面
【正文】 多變量運動控制系統(tǒng) 天津大學自動化系 吳愛國 學習的方法與步驟 問題的了解 1 問題的深入 2 現(xiàn)有的手段 3 解決與驗證 3 主要內容 ? 多電機工業(yè)應用實例 ? 技術要求和性能指標 ? 單電機拖動系統(tǒng)數(shù)學模型 ? 多分部連拔機系統(tǒng)數(shù)學模型 ? 控制系統(tǒng)的分析與設計 ? 控制系統(tǒng)的仿真與軟件編程 ? 拉絲機控制系統(tǒng)調試與驗收 ? 拉絲機控制系統(tǒng)發(fā)展與展望 多電機工業(yè)應用實例 ?冶金材料加工制造 各類金屬材料的線材、板材制品需要冷、熱連軋機、連拔機和成型機。 ?機器人的運動系統(tǒng) 工業(yè)機器人、醫(yī)用機器人、家庭機器人、水下機器人、航空機器人、軍用機器人等 ?裝備制造與生產線 數(shù)控機床、鍛壓機床、礦山設備、運輸生產線、汽車生產線 ?航空航天裝備 月球車、登陸設備、空間運動系統(tǒng)等 ?運動控制與系統(tǒng)定義 運動控制就是對機械運動部件的位置、速度等進行實時的控制管理，使其按照預期的運動軌跡和規(guī)定的運動參數(shù)進行運動。運動控制系統(tǒng)是針對控制對象采用控制器、傳感器和執(zhí)行器，集成的信息處理系統(tǒng)。 ?總體要求：工藝性能，如運行的速度范圍、定位精度、運動的軌跡特性、動態(tài)響應時間。 ?基本的控制要求是什么？ 每個單元或分布、執(zhí)行機構的動靜態(tài)性能指標和技術要求 各個單元或分布、執(zhí)行機構相互連接性能指標和技術要求 ?綜合要求是什么？ 設備投資、可靠性、運行環(huán)境、運行費用、維護費用 多電機工業(yè)應用實例 連軋機視頻觀看 ?首鋼熱連軋系統(tǒng) ?不銹鋼熱連軋系統(tǒng) 數(shù)控機床 ?數(shù)控橋式龍門銑床 ?懸臂式數(shù)控銑床 機器人 ?家庭機器人 ?裝卸機器人 多電機工業(yè)應用實例 技術要求和性能指標 以連軋機為例：中國二重制造的武鋼 2250mm熱連軋機 ?從煉鋼廠出來的鋼坯還僅僅是半成品，必須到軋鋼廠去進行軋制以后，才能成為合格的產品。熱軋后的成品分為鋼卷和錠式板兩種，經(jīng)過熱軋后的鋼材厚度一般在幾個毫米 ,如果用戶要求鋼板更薄的話，還要經(jīng)過冷軋。 ?熱軋生產工藝流程 板坯由煉鋼連鑄車間的連鑄機出坯輥道直接送到熱軋車間板坯庫，直接熱裝的鋼坯送至加熱爐的裝爐輥道裝爐加熱，不能直接熱裝的鋼坯由吊車吊入保溫坑，保溫后由吊車吊運至上料臺架，然后經(jīng)加熱爐裝爐輥道裝爐加熱，并留有直接軋制的可能。 技術要求和性能指標 ?冷軋的工藝 冷軋的工藝，簡單地說就是將熱軋來的原料板軋制成用戶所要求的尺寸（板凸度）與形狀（板形），同時滿足性能（熱處理）與表面質量（涂鍍、精整）要求，是冶金行業(yè)的深加工工序，要求很高。 冷軋工藝包括幾部分：一般講，主要分為酸洗、多機架連軋機、熱處理線（包括罩式爐和連退），單機架和雙機架平整線，表面防腐處理的鍍鋅線、彩涂線，及精整線等，此外依據(jù)生產的產品不同還會有：鍍鋅線、冷軋硅鋼和彩涂線，冷軋是把熱軋的板卷再次加工成具有高附加值的產品。 技術要求和性能指標 ?每個分部的性能要求 電機及其驅動方式：直流、交流 調速性能指標： 調速范圍 D、靜差率 δ %、 ?總體的性能要求 最高運行速度（ 0~5~8米 /秒） 張力波動范圍（最大張力 1%~5%） 啟動和停止曲線 (線性、斜率可變） 抗擾動性能（電源波動、材料波動） 技術要求和性能指標 ? 1 電機技術參數(shù) ?額定功率 6 000kW ?額定電壓 10 000V ?額定電流 397A ?相數(shù) 3 ?極數(shù) 16p ?額定頻率 50Hz ?額定轉速 375r／ min ?功率因數(shù) c0s=0． 9(超前 ) ?絕緣等極 F／ F(定子／轉子 ) ?勵磁電流 340A ?冷卻方式 ICW37A97 ?勵磁電壓 151V ?結構型式 IM7312 ?防護型式 iP44(IP23集電環(huán) ) ?工作制連續(xù) ?2 過載性能 ?能承受 600％經(jīng)常重復出現(xiàn)的機械沖擊力矩 ?頻繁過載能力 l15％額定功率連續(xù) ?225％額定功率 60see ?250％額定功率電流限值 ?275％額定功率切斷 ?溫升極限值 100／ 105K(定／轉子 )(115％額定負載下 ) ?冷卻風量 800m~／ min 技術要求和性能指標 四輥精軋機技術參數(shù) 技術要求和性能指標 技術要求和性能指標 技術要求和性能指標 技術要求和性能指標 ?整個生產線分成三個部分 ,分別是開卷區(qū)域、軋機區(qū)域和卷取區(qū)域。由于采用了六層活套可以存儲帶鋼 320 m ,所以在全連續(xù)生產過程中 ,開卷區(qū)域和軋機區(qū)域的控制相對獨立 。而由于卷取張力的存在 ,軋機區(qū)和卷取區(qū)以整體形式進行控制。 ?熱軋原料鋼卷酸洗后 ,經(jīng)開卷確認 ,兩臺開卷機輪流開卷 ,以人工方式對中上卷。帶頭經(jīng)過矯直、切頭后 ,和上一卷帶鋼的尾部焊接在一起 ,進入活套?；钐仔≤嚫鶕?jù)活套套量和軋機段運行情況決定放套或者充套 ,保證軋機的連續(xù)軋制。 ?帶鋼離開活套后 ,進入軋機區(qū) ,按照設定的軋制參數(shù)對帶鋼進行軋制 ,使出口帶鋼達到產品要求。其中 ,在 S1 的入口、出口和 S5 的出口配有測厚儀 ,用于 AGC 自動厚度控制系統(tǒng) ,每一機架后都有張力儀 ,用于自動張力控制。另外 ,在各架軋機上均可實施工作輥彎輥、交叉和竄輥以改善帶鋼的板形。 ?帶鋼從 S5 軋出 ,經(jīng)過飛剪適時分卷 ,由兩臺卷取機交替卷取形成冷軋帶鋼卷。 技術要求和性能指標 技術要求和性能指標 全連續(xù)冷連軋計算機自動控制系統(tǒng)是冶金工業(yè)自動控制系統(tǒng)中比較復雜、性能要求很高的系統(tǒng)之一。自動控制系統(tǒng)的主要功能包括： ?質量控制系統(tǒng) (板形控制、厚度控制、成品表面質量控制等 ) 。 ?工藝控制系統(tǒng) (張力控制、速度控制、輥縫控制、料流跟蹤、動態(tài)變規(guī)格、彎輥、竄輥、交叉等 ) 。 ?軋機運行控制系統(tǒng)等。 ?這些功能程序必須有序地、彼此協(xié)調地運行 ,才能完成整個生產過程的自動控制功能。 技術要求和性能指標 技術要求和性能指標 ?每個分部的性能要求 電機及其驅動方式： 直流電機及調速方式、交流電機極其調速方式 調速性能指標： 調速范圍 D、靜差率 δ %、上升時間、調節(jié)時間、超調量、啟動時間、制動時間 ３、抗擾性指標： 動態(tài)速降、恢復時間、過載能力 技術要求和性能指標 ?總體的性能要求 最高運行速度（ 0~5~8米 /秒） 張力檢測方法及波動范圍（最大張力1%~5%） 啟動和停止曲線 (線性、斜率可變） 抗擾動性能（電源
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