萬能軋機立式壓下AGC控制系統(tǒng)設計

1、太原科技大學課程設計機械工程學院課程設計任務書專業(yè)班級：設計人：_同組人：設計題目：萬能軋機立式壓下AGC控制系統(tǒng)設計設計參數(shù)：滾徑壓下量軋制力設計要求：通過本課程設計使學生了解萬能軋機立式壓下裝置的工作原理、液壓壓下系統(tǒng)的用途、位移傳感器/測速/測厚儀器的功能、信號采集處理方式以及反饋控制原理，為畢業(yè)設計及今后從事相關的專業(yè)打下必要的基礎。設計內(nèi)容包括：1）根據(jù)參數(shù)，進行液壓缸的設計；2）選擇位移傳感器/測速/測厚儀器的類型及參數(shù)；3）計算機繪制相關圖紙（AGC控制系統(tǒng)的組成圖、控制原理圖及液壓缸裝置圖）；4）撰寫說明書。設計時間:2014年11月03日至2014年11月年日設計人（簽字）指

2、導教師（簽字）教研室主任（簽字）附注：本課程設計任務書由學生附入設計說明書內(nèi)。摘要厚度控制AGC（統(tǒng)是現(xiàn)代萬能軋機型鋼上的重要組成部分，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響到產(chǎn)品的合格問題。本文首先對AGC（統(tǒng)做了一些必要的介紹，繪制控制原理圖，以及AGCE萬能軋機上的計算。還介紹了液壓缸的選擇與計算。關鍵字：厚度控制、AGC（統(tǒng)、型鋼、萬能軋機、液壓缸目錄摘要1目錄2第一章緒論31.1 厚度控制生產(chǎn)技術發(fā)展史31.2 厚度自動控制的發(fā)展狀況4第二章厚度自動控制基本原理62.1 彈跳方程62.2 彈塑形曲線92.3 影響厚度波動的因素11第三章厚度自動控制策略153.1 厚度計式AGC.153.2 監(jiān)控AG

3、C.173.3 前饋式AGC.183.4 AGC系統(tǒng)的補償控制20第四章液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算及元件選擇234.1 初選系統(tǒng)工作壓力234.2 液壓缸尺寸計算及選擇234.3 液壓缸主要尺寸確定244.4 液壓缸強度和穩(wěn)定性計算：25參考文獻28總結錯誤！未定義書簽。第一章緒論1.1 厚度控制生產(chǎn)技術發(fā)展史最早期的板材生產(chǎn)方式都是采用單機架或雙機架進行多道次反復熱軋，為了保持軋制時的溫度，采用這種方法生產(chǎn)的鋼材都不能太長，也不能太薄。生產(chǎn)薄板的只能采用疊軋的方法，從發(fā)明以來疊軋方法統(tǒng)治了薄板生產(chǎn)長達三個世紀之久。這種軋制方法的缺點是金屬消耗量大，產(chǎn)品質量低，影響熱軋薄板的主要因素是溫降，為了減少

4、熱軋薄板過程中溫降，必須盡量縮短軋制周期，因此人們自然想到了采用多個機架連續(xù)進行軋制的方法，同時對不同部位的帶鋼進行軋制。世界上第一條半連續(xù)板、帶材熱連軋機于1892年在捷克斯洛伐克的特布里茲建成，但受當時技術水平的限制，所能達到的$LN速度太低(僅為2m/s),依然不能克服軋制過程中的溫降過大的缺點，無法生產(chǎn)出合格的熱軋帶鋼產(chǎn)品，所以并沒能投入工業(yè)使用。直到1924年美國在阿斯蘭建設的1470mm帶鋼熱連軋生產(chǎn)線以6.6m/s的速度正式生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，熱連軋帶鋼工業(yè)化生產(chǎn)的序幕才被真正揭開1o隨著第一套熱連軋機1926年在美國的誕生，帶鋼熱連軋已經(jīng)有70多年的發(fā)展史。在第二、三次科技革命的

5、推動下，交通運輸、能源、建筑、通訊、國防等工業(yè)的飛速發(fā)展，對鋼材特別是熱軋帶鋼的需要增加，機械和電機制造的技術的提高，液壓技術的應用以及可控硅供電技術和電子計算機的出現(xiàn)，都極大地推動了熱軋帶鋼的發(fā)展。1.2 厚度自動控制的發(fā)展狀況在板帶鋼軋制中，減少板帶鋼的厚度偏差，提高產(chǎn)品的質量，降低成本，是滿足用戶要求的重要條件。開發(fā)厚度自動控制系統(tǒng)就是為了減少板帶鋼的縱向厚度偏差，提高其厚度精度。板厚精度是板帶材的兩大質量指標之一，而板厚控制是板帶軋制領域里的兩大關鍵技術之一。因此，軋制產(chǎn)品的高精度是軋鋼技術發(fā)展的重要趨勢之一2。1.2.1 厚度計式AGC軋制過程中，軋制力和空載輾縫都可以檢測到。因此可

6、以用彈跳方程計算出每一時刻的實際軋制厚度。相當于將整個機架作為測量厚度的裝置，這種檢測厚度的方法稱為厚度計法(GaugeMeter,GM),根據(jù)彈跳方程得出厚度偏差信號進行厚度自動控制的系統(tǒng)稱GM-AGC。1.2.2 測厚儀監(jiān)控AGC用壓下位置閉環(huán)控制和軋制壓力變化補償?shù)霓k法可以進行壓下位置調節(jié)，但不能消除軋輾磨損，軋輾熱膨脹對空載輾縫的影響以及位移傳感器與測壓儀本身的誤差對軋制厚度的影響?？衫脺y厚儀可直接測量帶鋼厚度偏差，通過調節(jié)軋轆*昆縫實現(xiàn)厚度控制。1.2.3 前饋AGC測厚儀測量厚度的反饋控制的自動控制系統(tǒng)是一個滯后的過程，傳輸延遲是不可避免的過程，從而限制其進一步提高控制精度。特別

7、是厚度波動較大，更會影響到實際的精密帶鋼軋制。前饋AGC是根據(jù)本機架實際的軋出厚度的偏差值來進行厚度控制，而是在軋制過程尚未進行前，預測來料的厚度公差，前饋給下一機架,調整壓下裝置在預定時間提前動作，以確保所需的厚度h。因為它是往前饋送信號達到厚度自動控制,所以稱為前饋AGC或稱為預控AGC前饋AGCB于開環(huán)控制，控制效果不能單獨檢查，提前控制和反饋應該使用相結合，互補以提高控制精度的厚度控制系統(tǒng)。1.2.4 張力AGC張力AGCS過改變后幾臺機架張力來改變軋制壓力，從而調節(jié)軋件厚度。由位于出口測厚儀測量出的帶鋼實際厚度與給定的厚度進行比較，得到厚度偏差值，反饋到末機架。此時末機架張力產(chǎn)生正比

8、于厚度偏差的波動，從而通過改變末機架速度，以達到厚度控制的目的。此方法主要用于連軋機后機架，由于后機架軋件變薄，但軋件的塑性剛度系數(shù)卻很大，如果采用壓下調節(jié)效果不明顯，采用張力AGCT對板厚進行微調。1.2.5 流量AGC秒流量液壓AGC勺關鍵是精確測量輾縫中的帶鋼厚度。該方法是將進入輾縫的帶鋼通過安裝在軋機入口的數(shù)字式光電碼盤分成等長度的區(qū)段（50mm-80mm）然后通過入口測厚儀和安裝在出口的數(shù)字式碼盤分別測出每段的軋前厚度和軋后長度，根據(jù)金屬秒流量相等的原理，計算出每段的實際軋出厚度。將其與給定的目標厚度相比較得到厚度偏差uH,通過壓下裝置控制帶材縱向厚差。激光測速儀的采用，避免了前饋A

9、GC空制厚度偏差精度不高的問題，也避免了反饋AGC時滯不穩(wěn)定問題。1.2.6 BISRA-AGCBISRA-AGO20世紀40年代末由英國鋼鐵協(xié)會（BISRA最早開發(fā)的，因此稱它為BISRA-AGC21。后來日本、美國、德國等在軋機彈跳基本方程（h=S0+P/Km）的基礎上，不斷擴展和深化，以不同方式引進了反映軋件特性的塑性系數(shù)（M,由軋機彈跳方程測厚與設定（或鎖定）厚度之差乘以壓下效率系數(shù)（K+M/Km,直接調節(jié)電液伺服閥電流（或壓下電動機電壓）來消除板厚差的方法。寶鋼2050mmfe連軋機在2006年初精軋基礎自動化系統(tǒng)改造完成后，采用的厚度自動控制系統(tǒng)主要是BISRA-AGC（統(tǒng)。第二章

10、厚度自動控制基本原理2.1 彈跳方程熱帶鋼軋機在咬入軋件前存在一個空載輾縫（與厚度控制有關）及空載輾縫形狀（與板形控制有關）。當帶鋼咬入軋機后，軋輾將給軋件一個很大的軋制力，因而使軋件發(fā)生塑性變形，但與此同時軋輾輾系亦受到一個方向相反大小相等的軋制力，使牌坊拉伸、輾系彎曲變形，產(chǎn)生一個有載輾縫，該輾縫的變化被稱為輾跳或彈跳，如圖2-1所示。如果軋機還設有彎輾裝置則有載輾縫還將受彎輾力的影響，而軋出帶鋼的厚度等于有載輾縫。圖2-1軋機彈跳現(xiàn)象軋機彈跳量一般可達2-5mm對于開坯軋機或開坯道次來說，由于每道壓下量大，往往在幾十個毫米以上，所以一般可不考慮軋機的彈跳量。但對于熱軋精軋機組來說，尤其是

11、末幾架情況就完全不同了，由于壓下量僅為幾個毫米甚至小于1mm,軋機的彈跳量與壓下量屬同一數(shù)量級，甚至彈跳量超過鋼板厚度，因此必須考慮彈跳影響，并需對彈跳值精確計算，這樣才能得到符厚度公差要求的產(chǎn)品。軋機操作時所能調節(jié)的是軋輾空載輾縫So,而熱連軋機操作中一個最大的困難是如何通過調節(jié)So來達到所需要的帶鋼厚度4。實踐表明，軋機的彈跳與軋制力有密切關系，根據(jù)胡克定律可以寫出軋機彈跳量與軋制力的關系為：(2.1)P=Km(SP-S0)式中Sp一有載輻縫So一空載輻縫Km一機架總剛度如果忽略軋件離開軋輾后的彈性回復，可以認為軋件的出口厚度就等于有載輾縫，即h=S,將它彳t入式2.1,整理后得：h=Sp

12、=So+P/Km(2.2)式(2.2)便是出口厚度h和軋制力P之間的關系。剛度的定義為軋輾輾縫增大1mm所需要的軋制力大小，根據(jù)實驗表明，軋機彈性變形的特性如圖2.2所示圖2-2軋機彈跳曲線從圖2-2中可以看出剛度是軋制力的函數(shù)Km=f（p）,而且機架的彈性變形與*LN力并非線性關系，在小軋制力時為一曲線，當軋制力大到一定值以后，力和變形才能近似成線性關系。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生可以用零件之間存在接觸變形和軸承間隙等來解釋。這一非線性區(qū)并不穩(wěn)定，每次換輾后都有變化，特別是軋制力接近于零時的變形很難精確確定，亦即輾縫實際零位很難確定，因此上面的關系很難實際應用。在現(xiàn)場實際操作中，為了消除上述不穩(wěn)定段的影

13、響，采用了所謂人工壓零位的方法，即先將軋輾壓靠到一定的預壓靠力Po,此時將輾縫檢測儀表的指示清零，這樣可以克服不穩(wěn)定段的影響。圖2.3表示了壓靠零位和軋制過程中軋輾輾縫和軋件厚度的相互關系。Ok'l'線為預壓靠曲線，在O處軋輾受力開始變形，壓靠力為Po時變形Of（為負值），此時將輾縫檢測儀清零，然后抬輾，如抬到g點，此時輾縫檢測儀指示fg=S0,g點并不穩(wěn)定，但由于gkl曲線和Ok'l'完全對稱，所以Of"=gf,因此fg=Of=S。如果此時軋入厚度為H的軋件產(chǎn)生軋制力P（軋件的塑性變形特性為Hnq）,軋出厚度為h（gki彈性曲線和Hq塑性曲線相較點n

14、的縱坐標為P,橫坐標為h）0圖2-3壓靠零位過程從圖2-3可得到以下關系：P=Q(AH+HG)(Q=tan0)(2.3)PPh=So+(Km=tana)(2.4)Km式中So人工零位的輾縫儀指示值Km一軋機剛度系數(shù)，即線性段的斜率式(2.3)為軋件塑性方程，Q為軋件的塑性剛度，式(2.4)為軋機彈性方程。2.2 彈塑形曲線2.2.1 塑性變形方程金屬塑性變形是在一定的軋制壓力P下產(chǎn)生的。而P的計算式可以用下面的函數(shù)式表示，即：P=f(B,R,H,p,U,x%,T,h)(2.5)式中B一軋件寬度R一軋輾半徑H一軋件入口厚度L一摩擦系數(shù)t一軋制溫度U一變形速度X%一化學成分T一張力h一軋件出口厚度

15、當式（2.5）中除h以外的所有變量都為常數(shù)時，那么軋制壓力P的變化可用下式表不： P=f (h) =-QAh(2.6)式中一軋件的塑性系數(shù),式（2.6）稱之為塑性方程式，圖2-4為塑性曲線圖。軋件塑性曲線是非線性的，但在工作段內(nèi)基本上是線性的，因此可用直線來分析2.2.2 彈塑性曲線（P.H圖）軋機的彈性曲線和軋件的塑性曲線。圖2-5軋機彈塑性曲線（P-H圖）在此圖上可以綜合地研究變形區(qū)中軋件（塑性方程式）和軋機（彈性方程式）間相互作用又相互聯(lián)系的力和變形關系。由圖2-5可知：當軋制力為P時，該機架軋件的出口厚度為：h=So+AS=H-Ah(2.7)式中h一軋件出口厚度H一軋件入口厚度S一軋機

16、彈跳So一人工零位設定的空載輾縫、h一軋件的絕對壓下量由此可見P.H圖的橫坐標H上表達了空載輾縫so、軋件出口厚度h、機架彈跳$以及軋件的入口厚度H和壓下量h。這樣在P.H圖上可以同時表達出軋機彈性變形和軋件塑性變形情況，故P-H圖又稱為彈塑性曲線。2.3影響厚度波動的因素彈跳方程是分析厚度自動控制系統(tǒng)的一個有效工具，通過它不僅可以弄清各種因素對厚度的影響，而且還可定量的分析各種厚度控制方案。一種直觀簡易的分析方法是利用P-H圖直觀的分析造成厚差的各種原因。2.3.1 軋件來料厚度的波動因為粗軋機的輾縫系統(tǒng)精度較低，導致精軋機組的第一架帶坯的入口厚度有3%-5%勺偏差。由圖2-6可知，當帶坯入

17、口厚度偏差為H時，其軋出的厚度偏差則為：Q(2.8)h二一-HKmQ式中Q一軋件的塑性剛度Km一軋機的剛度系數(shù)H一軋機的入口厚度h一軋機的出口厚圖2-6來料厚度波動對帶鋼厚度的影響根據(jù)圖2-6,式(2.8)推導如下:BC=BD+DC=AHKm=tanaAp/AhBD=AHP=KmAh.：PDC-同理Q-.尸PPBC=BDDC=(2.9)KmQ=h=一Q-HKmQ因為Km與Q均為正整數(shù)，Q<1以h<H,因此軋機本身有自動調節(jié)QKm來料厚差的能力，經(jīng)過幾個機架后，這種偏差就會變得很小了。又因帶鋼在前幾個機架中的軋制時溫度較高，塑性變形系數(shù)較小，因此自動調節(jié)來料厚差能力大。來料厚度的波動

18、，對成品帶鋼厚度的影響不大，用反饋控制的方式就可解決2.3.2連軋過程中輻縫的變化這里所謂的輾縫的變化是指壓下機構未動作，而實際輾縫改變了，使輾縫發(fā)生變化的干擾有：1）軋輾偏心，由于軋輾橢圓偏心的干擾，輾縫偏差一般可達0.0250.05mm軋輾旋轉一周，其干擾變化一次，故軋輾偏心的干擾，使實際輾縫發(fā)生高頻周期變化。軋輾偏心主要是指支撐輾的偏心，因為工作輾的直徑小，偏心量只有幾個微米，而支撐輾的直徑一般為1600mmfc右，加工精度偏心為士10pm,上下輾疊加為±20m此干擾不能用厚度計AGCf式來克服，而是在AG9設置死區(qū)來消除其影響。為什么不能用厚度計AGCf式來克服，可用圖2.8

19、來說明。如軋輾在圖2.8A位置時，初始輾縫有So下降到So',使實際輾縫減小AShi,軋制壓力增加了A，帶鋼的實際軋出厚度減少了h,其工作點由A點移到了A7點。此時厚度計AGC方式便根據(jù)軋制壓力的增加，誤認為是帶鋼的軋出厚度增加了A,于是移動壓下，錯誤的進一步減小輾縫，將壓下移動h7的量，使工作點由A”點。所以總的輾縫變化為：S=AS'+zSb（2.10）帶鋼實際軋出厚度偏差由ll增加到AS'。因此用厚度計AGCT式來調節(jié)軋輾偏心這一干擾時，不但不能克服其影響，反而是帶鋼厚度偏差進一步加大，故一般采用設死區(qū)的辦法來解決此干擾。S%Sf0SoVhH圖2-7軋輻偏心對軋出厚

20、度的影響2）軋機各部件的熱膨脹和軋輾的磨損；由于在軋制過程中，升以及相互的摩擦分別引起熱膨脹和磨損，輾縫發(fā)生緩慢變化，度的變化，可采用自學習方法來克服這種干擾。3）油膜厚度的變化?，F(xiàn)熱連軋機的支撐輾廣泛使用動壓液體摩擦軸承，該軸承的油膜的厚度是隨軋制速度的變化而變化的，當升速軋制時，油膜變厚，輾縫減小，板厚減薄。一般在AGC8統(tǒng)中采用油膜補償功能來克服此干擾。4）張力變化，帶尾失張。在軋制過程中，由于工藝參數(shù)的波動，使相鄰兩機架存在秒流量偏差，引起帶鋼拉伸，造成機架間帶鋼所受張力的變化，從而造成軋機軋制壓力的變化。由彈跳方程：hPKm(2.11 )知軋制壓力P的變化導致帶鋼軋出厚度h發(fā)生變化。

21、但由于現(xiàn)代帶鋼熱連軋機組采用恒定的微張力軋制，因此張力的變化對成品帶鋼的厚度精度影響很小。當帶鋼尾部離開某一機架時，其張力就立刻消失，使板厚增大。但由于張力消失是在帶尾溢出輾縫是發(fā)生的，故這種帶尾失張所造成帶鋼厚度的增加是一種突變，稱之為厚躍。一般在AGCK統(tǒng)中設置尾部補償功能來消除厚躍擾動。5）軋制速度的變化。它主要是通過影響摩擦系數(shù)和變形抗力，乃至影響軸承油膜厚度來改變軋制壓力而起作用的。速度變化一般對冷軋變形抗力影響不大，而卻能顯著影響熱軋時的抗力；對冷軋時摩擦系數(shù)的影響十分顯著，而對熱軋則影響較小。故對冷軋生產(chǎn)速度變化的影響特別重要。此外速度增大則油膜增厚，因而壓下量增大并使帶鋼變薄。

22、第三章厚度自動控制策略厚度自動控制是通過各種檢測元件（測厚儀、壓頭等）對帶鋼實際車LN情況進行連續(xù)測量,并根據(jù)實測值與給定值相比較后的偏差值,借助于控制回路和計算機程序，來改變壓下位置、張力或軋制速度，把厚度控制在一定的偏差范圍內(nèi)的方法。厚度自動控制系統(tǒng)一般有以下幾個部分構成：1）厚度檢測部分。厚度控制系統(tǒng)能否精確的進行控制首先取決于一次信號的檢測。對熱連軋機來說，測厚儀一般的是X-射線或丫-射線的非接觸式測厚儀，對帶鋼的全長厚度進行連續(xù)測量，并將厚度偏差實時反饋給厚度控制系統(tǒng)。2）厚度自動控制裝置。它是整個厚度自動控制系統(tǒng)的核心部分,將測厚儀實時測出的厚度偏差、軋制力等信號經(jīng)過計算機相應功能

23、程序的計算后，輸出控制壓下系統(tǒng)的信號。3）執(zhí)行機構。根據(jù)控制信號對帶鋼厚度直接進行控制。一般執(zhí)行機構可以是壓下電機或液壓缸調整壓下位置，或通過主電機改變軋制速度，調節(jié)帶鋼張力，來實現(xiàn)厚度控制。3.1厚度計式AGC厚度計式厚度自動控制系統(tǒng)是英國鋼鐵研究協(xié)會（BritishIronandsteelResearchAssociation簡稱BISRA）于1955年研究成功并用于生產(chǎn)。一般稱為厚度計式AGCEBISRA式AGC此種AGC勺基本原理是以彈跳方程為基礎。在軋制過程中，任何時刻的軋制力P和輾縫是So都是可以檢測到的，因此可以用彈跳方程計算出任何時刻的實際軋出厚度h,等于把整個軋機作為測量厚度

24、的厚度計，故把這種控制方法稱為厚度計（GaugeMeter,簡稱GM方法。根據(jù)軋機彈跳方程測得的厚度和厚度偏差信號進行厚度自動控制的系統(tǒng)稱為GMAGC根據(jù)軋機的彈跳方程：Ph=S0+（3.0）Km式中h一為軋機出口厚度So一標定后空載輾縫P一實際軋制壓力Km一軋機剛度系數(shù)當來料厚度波動時，軋制壓力由P變成P2,軋出厚度由hi變成h2,則因來料厚度波動引起的軋出厚度波動為 h:Lh = h2 - h11P2 - PlK m(3.1 )因此，需要調節(jié)輾縫 S來消除此偏差。根據(jù)圖3-1所示的幾何關系，可以 得到Ah與$之間的關系：fifi - = fikmQfiQ KmKmQ )h；sQ.Q Kmi

25、 KmQKmQ Km：h二Km6QKm&S=Km+Q&h=1+hKm<Km；圖3-1W$的關系由式(3.3)知，為了消除帶鋼的厚度偏差h,必須由壓下系統(tǒng)使輾縫移動的距離，因此只有當Km越大，而Q越小，才能使h與$之間的差別越小。當?？赒為一定值時，則h與$之間成正比關系，只要檢測出差h,便可以計算出為消除此厚度偏差應作出的輾縫調節(jié)量So因在實際生產(chǎn)中各機架無法真實的取得本機架出口的實際厚度，因此厚度計式AG8是控制絕對厚度，而是以一定的板厚為基準，為了使板厚的偏差h為零而去控制輾縫的一種調節(jié)方法。厚度計式厚度自動控制系統(tǒng)是用彈跳方程按照鎖定的厚度進行控制，保證通板的厚度均

26、勻性。圖3-2厚度計式AG筮制系統(tǒng)厚度計式AGC是用彈跳方程間接測量軋件的厚度，因此最初的輾縫設定誤差、軋輾的磨損和熱膨脹等引起的輾縫誤差都無法加以消除。若要消除這些因素的影響，只有用測厚儀監(jiān)控AGC（統(tǒng)加以補償消除。3.2監(jiān)才SAGC3.2.1 傳統(tǒng)監(jiān)控AGC帶鋼從軋機中軋出后，通過測厚儀測出實際軋出厚度并與kf相比較，得到厚度偏差h=hrefhfbk,當兩者數(shù)值相等時，厚差為零，即h=0。若厚差不為零時，此偏差經(jīng)過厚度自動控制裝置變換為輾縫調節(jié)量S,輸出給壓下設備作相應調節(jié)，從而消除此厚度偏差，如圖3-3所示L厚度自動控制裝置Jh厚差運算圖3-3監(jiān)控AG密制系統(tǒng)當軋機的空載輾縫與改變一個$

27、時，它所引起的帶鋼實際軋出厚度的變化量A要小于$,如圖3-4所示，Ah與$的比值為壓下有效系數(shù)，它表示壓下系統(tǒng)的位置改變量究竟有多大的一部分能反映到軋出厚度的變化上。當軋機的剛度很小或軋件的塑性系數(shù)較大時，h與$的比值很小，壓下效果甚微，即壓下系統(tǒng)移動了較大的位移，但實際軋出厚度卻往往未見減薄多少，因而增大壓下有效系數(shù)對于實現(xiàn)快速自動厚度控制有較大的意義。實際生產(chǎn)中，增加軋機的剛度系數(shù)是增大壓下有效系數(shù)的重要措施。如果軋機有無限大的剛度則輾縫的改變值和軋出的厚度變化將達到一致。3.2.2Smith預估器監(jiān)控AGC圖3-4空載輻縫對軋出厚度的影響由于測厚儀安裝的位置距離末機架有一定的距離，所以檢

28、測到的帶鋼厚度有滯后，可以將該過程定義為純滯后環(huán)節(jié)。從控制理論可知，對象純滯后時間T的存在對控制系統(tǒng)是極為不利的，它使控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。本節(jié)將介紹如何用Smith預估器來補償純滯后系統(tǒng)。3.3 前饋式AGC不論是厚度計式AG斑是監(jiān)控AGCfB避免不了控制上的傳遞滯后或過渡過程滯后，因而限制了控制精度的進一步提高，特別是來料的情況波動較大時，更會影響帶鋼的實際軋出厚度的精度。為了克服此缺點，在現(xiàn)代化的熱連軋機上都廣泛采用前饋式AGC3.3.1 厚度前饋AGC前饋式AG/是依據(jù)本機架實際軋出的厚度偏差進行控制，而是在軋制過程尚未進行之前，預先測定出來料的厚度偏差H,并前饋給下一個機架（即Fi機

29、架），在預定時間內(nèi)提前調整壓下機構，以保證獲得所要求的軋出厚度h,如圖3-5所示。T壓甘宜ASZV/二%一耳圖3-5前饋式厚度控制系統(tǒng)它的控制原理就是用測厚儀或以前一個機架作為測厚儀，連續(xù)測量將要進入本機架的帶鋼的厚度H,并與給定的入口厚度值H0相比較，當存在厚度偏差aH時，預先估計出可能產(chǎn)生的軋出厚度偏差h,從而確定為消除h而需要調整的輾縫S,并對厚度偏差點進行跟蹤，提前對本機架輾縫進行調整，使得厚度控制點正好就是AH的監(jiān)測點。根據(jù)圖3-6所示的幾何關系，可以得到h、$和AH三者之間的關系：bd = bc cd= _gc 史二Km Q'Q+Km”gc=V KmQ )Q KmQbch=

30、QHQKmyKmQuQ口S=h=一HKmKm(3.3)圖3-6AH,卜與$的關系當軋機的剛度系數(shù)越大和軋件的塑性系數(shù)越小時，消除相同來料厚差H所需調整輾縫S越小，因此剛度系數(shù)較大的軋機有利于消除來料厚度差。且軋機對來料厚差H有一定的自動糾正功能。(a)零調時機架的彈跳量，So=R/Km0；(b)機架的彈跳量，Spo=P/Km油膜厚度補償量，So"；(d)彎輾力和軋件寬度引起的彈跳量SB;軋輾熱膨脹引起的輾縫變化，Semp；軋輾偏心量形成的偏差,(g)鎖定時的厚度h*;(h)AGO分器；(i,j)數(shù)字系統(tǒng)的特殊匹配;(k)監(jiān)控AGO正量3.4 AGC系統(tǒng)的補償控制3.4.1 速度補償速

31、度補償是當AGC(統(tǒng)對輾縫進行調節(jié)以后導致出VI厚度發(fā)生變化，使機架間的秒流量發(fā)生變化，為了維持秒流量的恒定，保證微張力軋制，則將前一機架的出口速度進行相應的調整，調整值的大小可根據(jù)秒流量相等的關系得出。hi-1(Vi-1+Avi-1)=(hi+Ahi)vi(3.4)上是展開：hi-1Vi-1+hi-1Avi-1=vihi+ViAhi因為hi-1Vi-1=vihi太原科技大學課程設計所以hi-iAvi-i=viAhi（3.5）式中小一第i-1機架軋件出口速度變化量hi第i機架軋件出13厚度變化量hi-i-第i-1機架軋件出13厚度vi一第i機架軋件出速度速度補償是控制器根據(jù)下機架輾縫值的變化S

32、i來調節(jié)上游機架主傳動速度，以維持秒流量相等。3.4.2尾部補償當帶鋼尾部離開前一機架（Fi-1）時，后一機架（Fi）的后張力立即消失，使其軋制壓力增大，因而出現(xiàn)尾部失張厚躍現(xiàn)象。為了消除這一厚差，可以采用尾部補償?shù)墓δ?，即在帶鋼尾部離開Fi-1機架時，加大Fi機架的壓下量，將帶鋼的尾部多壓一些，已稱為壓尾，如圖3-7所示。圖3-7張力損失補償當Fi機架尾部的補償值ht時，其相應的輾縫調節(jié)量為：hi.(3.5)ht=K：3.4.3軋輻偏心補償當軋輻偏心較小時，將采用實測軋制力減死區(qū)值濾波方法當軋輻偏心較大時，采用偏心濾波器方法如下：該濾波器是將支撐輻圓周等分為125點、采集N=125點軋制力：

33、Px（o）、Px（1）、Px（2）?Px（n-i）。并先求出軋制壓力的平均值，公式如下：(3.6)再計算支輾撐轉一周后每轉一點的軋制力變化量：Pn=0.5X(Px(n-1)-Px(0)(3.7)濾波器輸出軋制壓力：Px=Pp+APn這樣處理后，軋制力信號將不包含軋輾偏心影響。在實際應用中，采樣支承輾轉一周的壓力并求出平均壓力之后，開始投入濾波器，每新采樣一點后求出軋制壓力并求新的壓力平均值。3.4.4油膜厚度補償P】P：'巳1L制壓力P圖3-8軋制壓力P與油膜厚度壓力修正系數(shù)府的關系曲線現(xiàn)代熱連軋機基本支撐輾均采用油膜軸承，當軋輾旋轉時，因存在液體的沾附效應，油膜厚度O將隨著軋輾轉速V

34、和壓力P的變化而變化，因此油膜厚度是軋制速度和軋制壓力的函數(shù)，即O=f(Vi,P)。油膜厚度的變化導致輾縫值發(fā)生變化，從而引起軋出厚度的變化，故需要進行油膜厚度補償。第四章液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算及元件選擇4.1 初選系統(tǒng)工作壓力根據(jù)各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力數(shù)據(jù)，由表3-1,初定系統(tǒng)工作壓力Ps=30Mpa表4-1各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力圖機械機床農(nóng)業(yè)機械、小型工程機械、建筑機械、液壓鑿巖機大中型挖掘機、液壓機、重型機械、起重運輸機械萬能軋機磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.823528810101820324.2 液壓缸尺寸計算及選擇4.2.1 缸尺寸的確定前面初選系統(tǒng)壓力Ps=3

35、0Mpa已知：總軋制力Fma尸23MN則液壓缸最大壓下力Fm-1=11.5MN液壓缸壓下速度VC=4mm/s液壓缸最大行程S=150mm1）活塞直徑D的確定4F411.5(3-1)D00.803mKKPS3.140.8510取D=810mm其中K為負荷系數(shù)，取K=0.852）確定活塞桿直徑d因為取d與Do的比值大于0.6所以d=0.65Do得出d=0.7M500=455mmd取455mm4.2.2 負載壓力的計算軋輾直徑d1=500mm支承輾直徑d2=850mm4.3 液壓缸主要尺寸確定1）液壓缸的最大行程L=150mm2）最小導向長度最小導向長度H是指活塞桿全部伸出時，從活塞寬度的中點到導向套滑動面中點的距離。H maxL D 150 500 325mm2 222取 H=350mm(3-3)L-液壓缸的最大行程D-軋輾直徑活塞寬度B