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楔形板液压厚度控制技术研究

作　者: 郭静
导　师: 彭艳
学　校: 燕山大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 楔形板 AGC 电液伺服控制系统数学模型仿真
分类号: TG335.56
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

桥梁和造船业在国民经济中占有重要的地位,楔形板是桥梁和造船生产的重要原材料。近年来随着国民经济的迅速发展,桥梁和造船业日趋壮大,对楔形板的需求量也日益增加。楔形板制造技术,国外比较成熟,而我国才刚刚起步,只有少数企业能够生产制造楔形板,生产技术不成熟,大量的楔形板还需要进口,使得生产成本大大增加,且制约了我国桥梁和造船业的发展。因此,为了满足国内造船和桥梁等工业的需求、促进我国国民经济的发展,研究楔形板轧制理论和技术具有重要意义。本文基于楔形板轧制的特点,建立了楔形板AGC(Automatic Gauge Control)理论;根据轧件受力,建立了楔形板轧制过程中的厚度方向位移变化模型、轧制力模型及应力应变模型等,并对模型的影响因素进行理论分析和仿真验证;对液压压下自动控制系统的动、静态特性品质进行分析,详细推导了楔形板液压AGC系统各个环节的数学模型,建立了阀控液压缸系统动态数学模型及液压AGC电液控制系统数学模型;根据楔形板液压AGC电液控制系统数学模型建立其动态仿真模型,对液压压下系统的稳定性进行了仿真分析,对影响液压压下系统特性的因素进行了理论分析和仿真验证。本文的研究成果为楔形板轧制的后续研究奠定了基础,对我国楔形板轧制理论和控制技术的发展与应用具有重要意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-20
  1.1 板带轧机厚度控制研究进展  11-13
    1.1.1 板带轧机厚度控制的发展历程  11-13
    1.1.2 板厚控制研究现状和发展趋势  13
  1.2 楔形板轧制技术的研究进展  13-18
    1.2.1 楔形板轧制技术的发展  13-15
    1.2.2 楔形板的应用  15-18
  1.3 本文的研究意义和主要研究内容  18-20
    1.3.1 本文的研究意义  18
    1.3.2 本文的主要研究内容  18-20
第2章楔形板厚度控制基本原理  20-28
  2.1 楔形板厚度控制基本方程  20-23
    2.1.1 机座的弹跳方程  20-21
    2.1.2 轧机弹塑性曲线  21-23
  2.2 楔形板厚控系统数学模型  23-27
    2.2.1 压下位置闭环控制系统数学模型  23-24
    2.2.2 轧制压力变化补偿模型  24-25
    2.2.3 轧辊偏心补偿模型  25-26
    2.2.4 油膜厚度变化补偿数学模型  26-27
    2.2.5 轧辊热凸度和磨损变化的补偿模型  27
  2.3 本章小结  27-28
第3章楔形板轧制过程数学模型  28-54
  3.1 楔形板轧制的特点  28
  3.2 轧制过程中咬入角和咬入条件  28-33
  3.3 轧制过程中前滑和后滑  33-37
    3.3.1 轧制过程中前滑理论模型  33-37
    3.3.2 轧制过程中后滑理论模型  37
  3.4 轧制过程中宽展  37-41
  3.5 轧制过程中轧制力  41-48
    3.5.1 轧制力模型  41-42
    3.5.2 接触弧长的计算  42
    3.5.3 轧制力状态影响函数  42-44
    3.5.4 轧件材料的变形抗力  44-48
  3.6 轧制过程中轧件厚度方向位移  48-51
  3.7 轧制过程中应力应变  51-53
  3.8 本章小结  53-54
第4章楔形板液压压下自动控制系统数学模型  54-67
  4.1 楔形板厚度控制电液伺服系统  54
  4.2 AGC 系统模型  54-62
    4.2.1 控制元件方程  55-56
    4.2.2 液压缸的流量连续方程  56-57
    4.2.3 液压缸的负载力平衡方程  57-58
    4.2.4 背压回油管道  58-59
    4.2.5 位移传感器  59
    4.2.6 压力传感器  59
    4.2.7 辊缝仪传感器  59-60
    4.2.8 伺服放大器  60-62
  4.3 AGC 系统基本参数的确定  62-65
    4.3.1 伺服放大器传递函数  62
    4.3.2 电液伺服阀传递函数  62-63
    4.3.3 阀控缸传递函数  63-65
    4.3.4 位移传感器传递函数  65
    4.3.5 压力传感器传递函数  65
    4.3.6 辊缝仪传感器传递函数  65
  4.4 本章小结  65-67
第5章楔形板液压压下自动控制系统动静态特性仿真分析  67-86
  5.1 MATLAB 仿真语言简介  67-68
  5.2 控制系统的动静态品质分析  68-72
    5.2.1 系统的响应特性  68-70
    5.2.2 系统的稳定性分析  70-72
  5.3 控制器的设计  72-74
  5.4 液压压下自动控制系统的仿真分析  74-77
  5.5 对液压压下系统特性的影响因素分析  77-85
    5.5.1 伺服阀固有频率对系统特性的影响  77-78
    5.5.2 液压缸固有频率对系统特性的影响  78-80
    5.5.3 油液的弹性模量对系统特性的影响  80-81
    5.5.4 阻尼比对系统特性的影响  81-82
    5.5.5 油源压力对系统特性的影响  82-84
    5.5.6 轧件的压下率对系统特性的影响  84-85
  5.6 本章小结  85-86
结论  86-87
参考文献  87-91
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  91-92
致谢  92-93
作者简介  93

楔形板液压厚度控制技术研究

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