热轧宽带钢精轧机组机架振动分析及抑制措施

以某热连轧生产线主传动F1~F4机架增容改造为背景,对交交变频主传动的控制系统进行了设计、装置制造、调试及新功能开发。从传动系统的稳态分析及轧制过渡过程入手,推导了交交变频传动系统带负荷观测器和不带负荷观测器的传递函数,利用MATLAB进行稳定性分析,找到了轧机振动的原因,提出了抑制措施。投入负荷观测器后,对抑制轧机振动起到了良好的实际效果。     

基于状态观测器的线性离散时间系统的最优预见控制

研究了带有预见信息的线性离散时间系统的状态观测器,并将其应用到预见控制系统.为了满足设计观测器的需要,首先导出了包含可预见的目标值信号和干扰信号的扩大误差系统,并由此得到最优预见控制器.在设计状态观测器时,通过改写输出方程充分利用了可预见的目标值信号和干扰信号.设计的状态观测器针对原系统是全维观测器,而针对扩大误差系统则是降维观测器.最后通过数值仿真证明了所设计的状态观测器的有效性.      

轧机传动系统负荷平衡控制

在轧制过程中,经常采用多台电机串联单独驱动一个轧辊,这种传动方式下电机存在负荷不平衡问题,如何保证上下电机负荷平衡是这种方式的研究重点。通过分析影响平衡因素,利用负载观测器得到轧辊实际负载量,将其作为负荷平衡调节器的输入量;同时对电机进行前馈调节;并采用改进的有监督Hebb学习算法的单神经元自适应PID控制器设计负荷平衡调节器。通过仿真结果表明,这种方式能够实现负荷平衡调节并提高动态性能与稳态误差,同时在有动态干扰时有较好的跟随适应性能。     

1450mm单机架可逆冷轧机主传动控制技术

基于西门子S7 400控制器平台和TEMIC的交流变频调速装置,实现了1 450 mm单机架可逆冷轧机主传动的高性能控制。采用精确的计算方法,计算可逆冷轧机的调速转矩、加速转矩和空载转矩;使用速度设定平滑处理、负荷平衡和负荷观测器方法,进一步提高控制系统的稳定性。该传动控制系统投入后运行良好,速度控制精度和动态性能达到了较高标准。     

基于温度观测器的层流冷却路径控制

热轧带钢需要更加灵活的冷却控制策略,保证带钢能够按照设定的冷却路径冷却,以充分发挥冷却过程的相变、析出等强化功能。为此,提出了基于温度观测器的带钢温度控制方法,通过物理模型构造温度观测器在线观测带钢温度并根据测量温度在线修正观测器模型参数。在此基础上应用最优控制方法,实时优化各个冷却单元阀门设定,保证温度观测器估计值与目标温度分布曲线设定值偏差最小。实际应用结果表明,该方法能够较好的控制带钢温度,同时能够克服固定冷却制度的限制,实现冷却路径控制。     

转矩观测器在交流电动机转矩检测中的应用研究

介绍了一种可以动态检测瞬时转矩的观测器.通过理论上的分析计算和实验室的实验都证明此观测器能真实地反映电机的瞬时转矩,可在电机的控制、检测、监控等领域加以应用.     

转矩观测器在交流电动机转矩检测中的应用研究

介绍了一种可以动态检测瞬时转矩的观测器。通过理论上的分析计算和实验室的实验都证明此观测器能起初地反映电机的瞬时转矩，可在电机的控制，检测，监控等领域加以应用。     

热轧张力观测器模型的研究与构建

张力观测器模型是微张力控制模型实现的基础,本文提供了一种精确的热轧机架间微张力预报的方法。采用新张力计算模型,结合轧制过程中轧制力臂变化,基于以弹性变形理论为基础的张力方程,设计出张力动态变化的计算方法,由此构建新的热轧微张力控制过程的张力观测器,在生产应用中取得了良好的效果。     

改进型感应电机电压模型磁链观测器设计

针对传统电压模型磁链观测器中引入低通滤波器后,带来幅值相位误差及滤波最佳截止频率选择问题,本文提出了一种高通滤波器和低通滤波器串联,且对电压模型中的电压项和电流项分别积分的改进型电压模型转子磁链观测器.文中分析了该改进型磁链观测器性能提高的原因,推导了高通滤波器和低通滤波器引起的幅值和相位误差补偿算法.仿真和实验验证了补偿算法的有效性,并且新的改进型转子磁链观测器在电机全速范围内具有优良的稳态和动态性能,具有较高的工程实践价值.     

轧机扭振控制策略与实施(下)

4　抑制扭振的控制策略轧机主传动系统包括机械传动系统和电气传动控制系统,因此轧机主传动系统的动态特性和稳定性是由这两个系统相互作用所决定的。在轧机主传动控制系统中,加入陷波滤波器和负荷观测器,可以有效地抑制扭振的发生,减轻扭振的危害性,这是当前经常采用的抗扭振措施,在理论和实际应用上都证明这些技术措施是十分有效的。4 1　陷波滤波器[3]在轧机主传动控制系统中,设置一个(或几个)陷波滤波器,使陷波滤波器的滤皮频率等于轧机轴系扭振一阶固有频率,这样就使轧机主传动机电系统在扭振固有频率点上的增益为零,可有效消除扭振。…     

轧机主传动机电系统失稳模型研究与自抗扰控制

从轧机主传动控制系统的角度出发研究机电系统失稳模型和控制策略.在保证控制系统稳态和动态性能的前提下,对两惯性主传动机电系统模型进行简化,采用线性扩张状态观测器对系统内外总扰动进行观测,通过线性反馈和动态误差反馈方法,达到检测和控制机电系统失稳的目的.介绍了基于模型简化系统微分方程的闭环控制器设计方法,并以仿真和实验进行验证.研究结果表明,本文所提出的方法在解决由轧机机电系统负荷变化引起的机电失稳方面具有显著效果.     

基于新型趋近律和扰动观测器的永磁同步电机滑模控制

为了提高永磁同步电机的转速控制性能,克服扰动对伺服控制的影响,提出了一种基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法.设计了一种新型趋近律,以解决传统趋近律滑模面趋近时间和系统抖振之间的矛盾,提高系统响应快速性.综合考虑系统存在内部参数摄动和外部负载扰动,设计了滑模扰动观测器,并将观测值前馈补偿到速度控制器输出端;将观测器切换增益设计为扰动观测误差的函数,以削弱滑模观测值抖振.仿真结果显示,与传统趋近律相比,采用新型趋近律可有效提高系统的响应速度,快速准确的跟踪速度阶跃信号;滑模观测器可准确的观测系统扰动的变化;当系统加入负载扰动时,PI控制最大转速波动值为75 r·min-1,而基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制最大转速波动值较小为30 r·min-1,鲁棒性更好.实验结果显示,采用基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以快速跟踪400 r·min-1的速度指令,调节时间为0.12 s,稳态跟踪误差为±4 r·min-1,且转速无超调;滑模观测器可准确无超调的估计系统扰动值,进一步提高系统的抗扰动性能;当电机以400 r·min-1稳速运行时,加入0.6 N·m的负载扰动,基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法最大转速波动为23 r·min-1,与PI控制相比,转速波动减小了8%.上述仿真和实验结果具有较好的一致性,表明基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以有效抑制滑模控制系统的抖振,提高转速控制系统的鲁棒性和动态响应性能.      

由前馈控制和前馈补偿组成的复合控制系统

本文结合通常的可控硅双闭环调速系统,讨论了在前馈控制的基础上利用状态观测的理论进行前馈补偿。可保持原系统静态无差,解决突加负载时动态速降大和恢复时间长的缺点,提出了一种新型负载力矩观测器的设计方案。将该观测器用于冷轧厂五机架冷连轧机机组直流辅助传动装置——出口导向辊的实际效果表明,对于负载扰动变化极其频繁的系统,这种新型观测器的效果尤为显著。     

压下率负荷分配比在冷连轧薄规格轧制中的应用

介绍了压下率负荷分配比在梅钢1420酸轧机组极薄板轧制的应用情况,重点描述了压下率负荷分配比的计算过程及其应用效果。     

典型钢铁生产流程的环境负荷分析

借鉴和应用产品生命周期评价方法分析钢铁生产流程的环境负荷，建立了关于钢铁生产流程环境负荷的基本概念、评价指标和指标体系，通过对两类典型钢铁生产流程环境负荷的对比分析，研究不同生产流程对环境负荷产生的影响，指出降低环境负荷的方向和途径，为钢铁企业优化生产流程、降低环境负荷提供指导和参考。     

典型钢铁生产流程的环境负荷分析

借鉴和应用产品生命周期评价方法分析钢铁生产流程的环境负荷,建立了关于钢铁生产流程环境负荷的基本概念、评价指标和指标体系,通过对两类典型钢铁生产流程环境负荷的对比分析,研究不同生产流程对环境负荷产生的影响,指出降低环境负荷的方向和途径,为钢铁企业优化生产流程、降低环境负荷提供指导和参考。     

自抗扰控制器在同步电机调速系统中的应用

针对同步电机磁场定向控制系统受负载扰动、电机参数变化影响问题,将自抗扰控制器(ADRC)应用于调速系统中.为解决传统磁链观测器存在的直流偏置和依赖电机参数的问题,提出了基于ADRC的磁链观测器.仿真结果表明:ADRC对负载扰动和参数变化具有较强的鲁棒性,并且响应速度快、超调小,具有优良的稳态和动态性能;改进后的磁链观测器能有效抑制直流偏置和参数变化带来的影响,提高磁链的观测精度.      

基于遗传算法的森吉米尔轧机压下负荷分配法

为了使工厂森吉米尔轧机的压下负荷分配更加合理,以综合等负荷函数为目标,应用遗传算法对压下负荷分配进行优化设计.将优化设计的结果与原负荷分配进行比较,结果表明该方法对于提高产品的产量与质量、保障设备安全运行有较好的作用.     

6RA70传动系统实现高低轴的负荷平衡

分析了影响高低轴负荷平衡的因素,阐述了负荷平衡控制原理,并且采用6RA70传动系统实现高低轴的负荷平衡控制在河南凤宝ψ73 mm轧管机工程中的应用,保证在轧制过程中减少因高低轴负荷不平衡而对电动机及设备造成的损害.     

基于状态观测器的新分数阶超混沌系统广义同步

研究一个新分数阶超混沌系统的非奇异矩阵系数的广义同步问题.根据实际问题需要,这个新的分数阶超混沌系统采用Caputo分数阶导数的定义.针对这个系统,设计了一个基于极点配置理论和分数阶线性系统稳定理论的状态观测器,通过配置误差系统系数矩阵极点位置,设计得到反馈矩阵L,使得观测器状态的线性非奇异变换与该分数阶超混沌系统的状态实现广义同步,从而也使这个观测器可以实现包括完全同步、反同步和投影同步等经典的同步形式,数值仿真验证了该方法的有效性.