多變量運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 值 ?275％額定功率切斷 ?溫升極限值 100／ 105K(定／轉(zhuǎn)子 )(115％額定負(fù)載下 ) ?冷卻風(fēng)量 800m~／ min 技術(shù)要求和性能指標(biāo) 四輥精軋機(jī)技術(shù)參數(shù) 技術(shù)要求和性能指標(biāo) 技術(shù)要求和性能指標(biāo) 技術(shù)要求和性能指標(biāo) 技術(shù)要求和性能指標(biāo) ?整個(gè)生產(chǎn)線分成三個(gè)部分 ,分別是開(kāi)卷區(qū)域、軋機(jī)區(qū)域和卷取區(qū)域。帶頭經(jīng)過(guò)矯直、切頭后 ,和上一卷帶鋼的尾部焊接在一起 ,進(jìn)入活套。另外 ,在各架軋機(jī)上均可實(shí)施工作輥彎輥、交叉和竄輥以改善帶鋼的板形。 ?工藝控制系統(tǒng) (張力控制、速度控制、輥縫控制、料流跟蹤、動(dòng)態(tài)變規(guī)格、彎輥、竄輥、交叉等 ) 。表征連軋過(guò)程物理特性的方程主要是指彈跳方程、流量方程、溫降方程、板形方程 ,以及包含主要軋制參數(shù)的計(jì)算公式 ,如軋制力、軋制力矩、前滑及功率公式等。 技術(shù)要求和性能指標(biāo) ?數(shù)學(xué)仿真研究法 ,實(shí)質(zhì)上是將連軋工藝設(shè)備 (包括控制系統(tǒng) ) ,使用數(shù)學(xué)方程來(lái)進(jìn)行描述和模擬 ,通過(guò)改變軋制過(guò)程條件而進(jìn)行分析研究。 技術(shù)要求和性能指標(biāo) ?熱軋生產(chǎn)是一個(gè)十分復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程 ,蘊(yùn)含大量不確定偶發(fā)因素 ,具有多變量、非線性、強(qiáng)耦合的特性。 技術(shù)要求和性能指標(biāo) 討論的問(wèn)題 ?連軋機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)提出了那些要求？ ?被控對(duì)象有那些？我們知道他們的那些特性？ ?怎樣確保系統(tǒng)的性能指標(biāo)？ ?我們能有那些手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化？ 技術(shù)要求和性能指標(biāo) 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ?直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ?速度閉環(huán)系統(tǒng)的等效模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ?直流電機(jī)調(diào)速器 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ?異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 模型具有高階（ 8階）、多變量（電壓、電流、磁鏈） 、非線性（變量乘積）、強(qiáng)耦合（變量交叉）特性 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ? 三相轉(zhuǎn)變到二相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的等效電路 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 三相轉(zhuǎn)變到二相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的等效電路 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ?矢量控制系統(tǒng) 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ?交流調(diào)速系統(tǒng)等效模型 ? 輸出為電角速度 ? np為電機(jī)極對(duì)數(shù) 各類(lèi)變頻器 單電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ? 電壓及功率范圍 三相， 208至 480 V 110 kW 頻率 48至 63 Hz 功率因數(shù) 連續(xù)負(fù)載能力 x I2N 一般應(yīng)用 , x I2hd 重載應(yīng)用 x I2hd for 2 /60 seconds 啟動(dòng)過(guò)載 過(guò)載能力 (最高環(huán)境溫度 40oC時(shí) ) 每十分鐘允許一分鐘的 x I2N重載應(yīng)用 允許 2秒鐘的 x I2N啟動(dòng)應(yīng)用。 PWM開(kāi)關(guān)頻率為 4K時(shí)，最大失控時(shí)間為時(shí)，即 ，考慮實(shí)際系統(tǒng)速度內(nèi)環(huán)內(nèi)，仍有許多濾波環(huán)節(jié)，因此取為 。用線性接近式位置傳感器來(lái)檢測(cè)直線調(diào)節(jié)器的實(shí)際位置，并與設(shè)定位置比較后，反饋給主傳動(dòng)，形成閉環(huán)控制。 %，溫度漂移為 %/℃ 。 ? WIM系列結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，并具有 3種不同測(cè)量長(zhǎng)度 ( 70、 110mm)和多種不同位置磁塊。對(duì)于這種情況，設(shè)計(jì)最優(yōu)控制系統(tǒng)仍使用通常的二次型指標(biāo)函數(shù)，是不可能得到實(shí)用結(jié)果的，因?yàn)榉e分號(hào)下有常值時(shí)，無(wú)限積分值將趨于無(wú)窮大。這種增加了一個(gè)附加環(huán)節(jié)的系統(tǒng)相對(duì)于原系統(tǒng)叫增廣系統(tǒng)。顯然，這就意味著要求： 如果存在一個(gè)矩陣 M，使 = M，那么，就可以選取 使條件得到滿足。將上式代入式 (1)，得到： ? 令： ? 則代入上式可得： ? 對(duì)上式兩邊積分，得到： ( ) 0x ?? ( ) 0x ?? ( ) ( )uw? ? ? ?0( ) 0xt ? 0( ) 0ut ? w0()xt 0()ut( ) ( )u t w t? ()xt ()xt? ?1( ) ( ) ( ) ( )TTu t w t B B B x t A x t???? ? ???TBB 1TBB?????? ?112( ) ( ) ( ) ( )TTu t K x t K B B B x t A x t???? ? ? ???132 TTK K B B B???? ?? 14 1 2 TTK K K B B B A????? ??34( ) ( ) ( )u t K x t K x t? ? ?03 4 3 0 0( ) ( ) ( ) ( ) ( )ttu t K x t K x d K x t u t??? ? ? ? ??控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) ?結(jié)論： 由上式可以看出， 最優(yōu)控制可用一比例加積分狀態(tài)反饋控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。不同的性能指標(biāo)只影響加權(quán)和中的加權(quán)系數(shù)，整個(gè)控制規(guī)律與上述是一樣的。 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的仿真與軟件編程 階躍輸入時(shí)的張力信號(hào)波動(dòng)波形： 2號(hào)機(jī)架之間的張力波動(dòng)仿真波形 3號(hào)機(jī)架之間的張力波動(dòng)仿真波形 4號(hào)機(jī)架之間的張力波動(dòng)仿真波形 越靠近標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架的張力波動(dòng)越小 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的仿真與軟件編程 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性 控制系統(tǒng)的仿真與軟件編程 控制系統(tǒng)的仿真與軟件編程 ?根據(jù)工程中用到的控制鈕運(yùn)行、停止、升速、降速、復(fù)位、急停等進(jìn)行邏輯程序的編寫(xiě)。急停鈕按下時(shí)，電磁抱閘立刻抱死，同時(shí)關(guān)閉變頻器給速信號(hào)。 電磁抱閘動(dòng)作、變頻器給速信號(hào)、指示燈等等 速度輸出 從外部接收到的控制信號(hào)如升速、降速、運(yùn)行、停止等命令 張力張力檢測(cè)信號(hào) 張力控制器 控制系統(tǒng)的仿真與軟件編程 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果： 常規(guī) PID張力調(diào)節(jié)器下的張力波動(dòng)情況： 由圖我們可以看出，張力信號(hào)的最大幅值在 左右 控制系統(tǒng)的仿真與軟件編程 結(jié)果分析： ? 加入常規(guī) PID張力調(diào)節(jié)器后，張力的波動(dòng)大幅減小，不再有超出直線調(diào)節(jié)器的最大調(diào)節(jié)范圍的情況。 拉絲機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)收 發(fā)展與展望 1 2 與工藝工程師進(jìn)一步配合，完善系統(tǒng)模型 3 關(guān)于系統(tǒng)非線性環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確描述及更佳控制算法的研究 4 7 關(guān)于多機(jī)架最優(yōu)解的工程實(shí)用近似處理，能有更精確的處理思想或方法 5探索應(yīng)用模糊設(shè)定控制，專(zhuān)家系統(tǒng)自適應(yīng)補(bǔ)償控制等更高級(jí)算法的可能性 6探索自適應(yīng)可調(diào)節(jié)PID應(yīng)用的可能性
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