基于負(fù)載觀測的步進(jìn)梁前饋魯棒復(fù)合運(yùn)動控制.pdf

1、加熱爐是軋鋼廠中的重要熱能設(shè)備，其作用在于對連鑄鋼坯進(jìn)行加熱，以確保鋼坯達(dá)到軋制所需要的工藝溫度。由于步進(jìn)式加熱爐具有很多的優(yōu)越性，因而逐步取代了傳統(tǒng)的推鋼式加熱爐，被國內(nèi)外眾多軋鋼企業(yè)廣泛采用。步進(jìn)梁由固定梁與移動梁構(gòu)成，是鋼坯加熱爐的核心部件。移動梁由液壓缸驅(qū)動，以上升、前進(jìn)、下降、后退的順序做矩形運(yùn)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。
　　考慮到系統(tǒng)總重量非常大，且運(yùn)動過程有在等高線處托起、放下鋼

2、坯的的動作，因而系統(tǒng)具有非線性、大慣性及階躍負(fù)載擾動等特點(diǎn)。同時，實(shí)際生產(chǎn)中存在的一些干擾因素，如油液泄漏，液體粘滯阻力的存在以及油液本身的非線性特性等也會對步進(jìn)梁系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。步進(jìn)梁的運(yùn)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，以免產(chǎn)生碰撞，損壞移動梁和固定梁。所以，步進(jìn)梁運(yùn)動速度和位移的準(zhǔn)確控制至關(guān)重要。為了避免系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)和振蕩，國內(nèi)的步進(jìn)梁系統(tǒng)大多采用開環(huán)控制的方法。但是開環(huán)控制下很難保證步進(jìn)梁的控制精度，偶爾多步

3、誤差的積累甚至?xí)?dǎo)致不能出鋼而造成停產(chǎn)事故。
　　本文在分析研究步進(jìn)梁系統(tǒng)工作原理及相關(guān)工作參數(shù)的基礎(chǔ)之上，分別建立了步進(jìn)機(jī)構(gòu)、電液比例方向閥和液壓缸三個部分的數(shù)學(xué)模型。針對系統(tǒng)負(fù)載的不確定性，設(shè)計(jì)了前饋-魯棒復(fù)合控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對步進(jìn)梁運(yùn)動過程的精確閉環(huán)控制;考慮到鋼坯重量在工程上難以直接測量的問題，提出了基于兩腔壓差和速度信號的負(fù)載狀態(tài)觀測器，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載信號的重構(gòu)。利用Matlab/Simulink進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果表明基于