基于可編程控制的單容控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-07-07 17:50本頁面
【正文】 箱液位減小，同樣能保證液位保持穩(wěn)定值不變。 預(yù)期目標(biāo) 單容水箱的液位控制，就是控制進(jìn)水量，使其與出水量相同，控制水箱液位，使其與設(shè)定值相差在177。 進(jìn)度安排 起始年月 進(jìn)度目標(biāo)要求～查閱文獻(xiàn)，撰寫報(bào)告和文獻(xiàn)綜述的初稿～對開題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述初稿進(jìn)行修改，外文翻譯～準(zhǔn)備PPT，開題報(bào)告答辯～完成系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)和原型開發(fā)～系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與集成，建立完整、詳細(xì)的技術(shù)文檔～論文的撰寫與整理，提交畢業(yè)論文，答辯第3章 外文翻譯結(jié)晶器液位控制的開關(guān)策略（節(jié)選）Wies?aw Krajewski, Stefano Miani, Aurelio Carlos Morassutti, and Umberto Viaro摘要：考慮結(jié)晶器液位控制在連續(xù)鑄造過程中的問題。為了要配合第一種情況，控制系統(tǒng)必須表現(xiàn)出窄的帶寬，而第二種情況下需要一個(gè)更大的帶寬。根據(jù)操作條件，由于所得的控制系統(tǒng)隨時(shí)間變化的性質(zhì)，應(yīng)以保證穩(wěn)定性為前提正確實(shí)現(xiàn)控制器的設(shè)計(jì)。由于突然之間切換控制器會導(dǎo)致控制器和執(zhí)行器的輸出出現(xiàn)顛簸，提出了軟開關(guān)可保證穩(wěn)定的策略。 圖 1 連續(xù)鑄造法一 引言 連續(xù)鑄造廠允許以較低的成本實(shí)現(xiàn)更好質(zhì)量的金屬材料的大批量生產(chǎn)。為了取得良好的產(chǎn)品，被控制的主要階段，對應(yīng)于澆注鐵水從爐中的鋼水包，從鋼水包到中間包，和從中間包到所述模具（參照圖1），和最后的金屬傳輸都是至關(guān)重要的。例如，由于執(zhí)行器的非線性，導(dǎo)致模具振蕩（以防止粘到墻壁上的金屬）和動態(tài)變化。無論如何，相關(guān)的鑄造速度，其頻率大約是已知的，前饋干擾補(bǔ)償通道可以有效地拒絕這種低頻擾動，或由一個(gè)附加的內(nèi)部模型通過閉環(huán)來補(bǔ)償。 因此，模具電平控制器，除了必須確保雙方高頻干擾的魯棒穩(wěn)定性，還要良好的抑制持續(xù)影響測量裝置和突然的噴嘴暢通所造成的干擾。 為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)相互矛盾的要求之間的一個(gè)合理的折中，建議其中大部分利用一個(gè)單一的控制器，可能用模糊邏輯來調(diào)整控制器參數(shù)的。為了避免這一缺點(diǎn)，本文提出兩個(gè)控制器結(jié)構(gòu)。因此，噴嘴暢通擾動應(yīng)快速瞬態(tài)響應(yīng)。 由于控制器切換可能會引起不穩(wěn)定，兩個(gè)控制器都必須以適當(dāng)?shù)姆绞絹韺?shí)現(xiàn)。此外，為了避免控制器隨之而來的突然性轉(zhuǎn)換（這導(dǎo)致止動器桿機(jī)構(gòu)的加速磨損），提出一個(gè)新的切換策略，在兩個(gè)控制器之間輕輕通勤。本文其余部分安排如下：介紹連鑄過程的輪廓后，第二部分描述了它的各個(gè)組成部分的模型，并演示了如何暢通現(xiàn)象。在第四節(jié)描述了該過程以找到一個(gè)實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)交替運(yùn)作的控制器，以這樣的方式，將所得的交換系統(tǒng)是穩(wěn)定的。仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了電子模擬的鑄造工藝實(shí)驗(yàn)（第VI和VII）顯示，開關(guān)控制政策比傳統(tǒng)的控制技術(shù)有更好的表現(xiàn)。鋼水橫置進(jìn)入鋼包，然后從爐鑄造機(jī)的頂部的澆口盤流入動議。通過噴嘴的熔融金屬流，由執(zhí)行器驅(qū)動的一止動桿機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)。通過間隔緊密的水冷式繪圖輥速度作用于凝固殼，從模具中提取某一個(gè)固定的金屬。 模具中的測得的電平被反饋到一個(gè)控制器，用于驅(qū)動執(zhí)行器的止動桿機(jī)構(gòu)，以便保持所需的金屬電平。 在經(jīng)驗(yàn)和過去的文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，止動桿機(jī)構(gòu)與執(zhí)行器可以一起仿照那些特征的控制過程來建模，其一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)是可以忽略不計(jì)的。 流量進(jìn)入模具可以借助于一階傳遞函數(shù)：再次對執(zhí)行器的輸出之間的關(guān)系進(jìn)行建模，在以下的標(biāo)稱值的增益和時(shí)間常數(shù)的假設(shè)是：和。因此，為了保持測試系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定，它是強(qiáng)制性的（這種分析是在第III kt）。第六節(jié)，和,在模擬的是一個(gè)高超過200毫米厚的板坯連鑄機(jī)，其提取的速度（薄板坯連鑄機(jī)可以達(dá)到提取速度高達(dá)8米/分鐘）。然而，在這種植物中（貝特霍爾德模具液位計(jì)LB 452），電平的測量設(shè)備的濾波特性，通過自然衰減（讀者可以參考用于連續(xù)鑄造的詳細(xì)概述儀器儀表）。 堵塞/暢通現(xiàn)象 如果沒有發(fā)生突然暢通， 鋼水流經(jīng)噴嘴，鋁氧化物會沉積在其內(nèi)部的墻壁，會阻塞液體的通道。不適合經(jīng)典的控制設(shè)計(jì)。這是一種“理想”的干擾（參見圖2中的右上部分）。在第六節(jié)的模擬中假設(shè)Ac==510s[5]。他們的傳遞函數(shù)通過來表示。根據(jù)第二節(jié)的考慮，首先測得模具中液位，然后減去參考輸入r（t），以產(chǎn)生誤差信號e(t)，用開關(guān)邏輯來激活一個(gè)或多個(gè)控制器。 步驟2）通過每次使用一個(gè)發(fā)生大的模具水平的突然增加，來確定的更寬的帶寬控制器（稱為“快速控制器”）的傳遞函數(shù)。 步驟4）選擇開關(guān)規(guī)則。第3步是簡要的討論在下一小節(jié)中，步驟4和5處理在第四節(jié)。在第二節(jié)中已經(jīng)給出的參數(shù)值已滿足要求，例如，以下的控制器的傳遞函數(shù)： （2）具有標(biāo)準(zhǔn)的PID結(jié)構(gòu)，可物理實(shí)現(xiàn)添加遠(yuǎn)程極。圖 4 緩慢的控制器（下線）和快速的控制器（上線）的循環(huán)函數(shù)的伯德圖 為了測試閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以用奈奎斯特準(zhǔn)則結(jié)合哈利托諾夫定理。如圖5所示為系統(tǒng)循環(huán)函數(shù)的奈奎斯特圖，其中的多邊形（值集）對應(yīng)于在第IIB中指定的所有允許的參數(shù)值（即和）,繪制的若干等間距的角頻率（每個(gè)值集旁邊標(biāo)明）。 圖5 緩慢（左）和快速（右）控制器的循環(huán)函數(shù)的奈奎斯特圖參考文獻(xiàn)[1] T. F. Walters, Fundamentals of Manufacturing for Engineers. London, .: Taylor and Francis, 2001.[2] S. F. Graebe, G. C. Goodwin, and G. Elsley, “Control design and implementation in continuous steel casting,” IEEE Contr. Syst. Mag., vol. 15, no. 4, pp. 64–71, 1995.[3] B. G. Thomas, “Modeling of the continuous casting of steel—Past, present and future,” in Proc. 59th Electric Furnace Conf., Phoenix, AZ, Nov. 11–14, 2001, pp. 3–30.[4] Danieli Library, “Danieli Davy Distington new slab caster at Baotou, . of China,” DaNews, no. 145, p. 9, 2006.[5] K. Jabri, B. B2
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