步進式加熱爐鋼坯運動控制研究.pdf

1、步進式加熱爐是鋼坯軋制中的關鍵設備，與推鋼式加熱爐相比，步進式加熱爐具有很多的優(yōu)越性，因此得到國內(nèi)外眾多軋鋼企業(yè)的廣泛使用。它通過液壓控制系統(tǒng)推動步進機構實現(xiàn)鋼坯在爐內(nèi)步進運動。液壓控制系統(tǒng)采用非對稱電液比例閥控非對稱液壓缸組合策略結(jié)構。步進梁由固定梁與移動梁構成，是鋼坯加熱爐的核心部件。移動梁由液壓缸驅(qū)動做矩形運動，使數(shù)百噸重的鋼坯在加熱過程中一步一步地自入爐側(cè)向出爐側(cè)移動。步進梁的運動速度既要保證生產(chǎn)的節(jié)奏，又要保證對鋼坯輕托輕放，

2、以免產(chǎn)生碰撞，損壞移動梁和固定梁。所以，移動梁運動速度的準確控制至關重要。移動梁自身大且重，在大型加熱爐中，滿載鋼坯往往達數(shù)百噸，如此大的質(zhì)量會使系統(tǒng)產(chǎn)生巨大慣性。由于油源泄露、液壓缸存在死區(qū)等問題使步進梁系統(tǒng)又同時具有非線性的特點。如何控制好步進梁在運行周期內(nèi)各個階段平穩(wěn)、準確、快速地運動一直是工程上突出的難題。為避免系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)和振蕩，目前國內(nèi)大部分軋鋼廠加熱爐中的步進梁速度采用以PLC為核心的開環(huán)控制，但開環(huán)控制會造成速度控制不準

3、而產(chǎn)生誤差累積從而影響生產(chǎn)周期。
　　本文在研究步進梁系統(tǒng)結(jié)構特點及工作原理的基礎上，建立了電液比例方向閥和液壓缸的數(shù)學模型。非線性PID控制的優(yōu)勢在于魯棒性能好、自適應能力強，由于非線性PID控制器的構造使用了飽和函數(shù)，可以有效的解決工程中存在的非線性問題。而步進梁系統(tǒng)中液壓缸存在死區(qū)的非線性問題，針對該問題，提出了步進梁系統(tǒng)運動非線性PID控制，編寫了相關程序。并利用Matlab/Simulink進行仿真研究，結(jié)果表明該方法可