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两辊矫直机液压系统的研究

作　者: 张旭
导　师: 宋锦春
学　校: 东北大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 两辊矫直机液压系统 PID控制建模仿真
分类号: TG333.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 49次
引　用: 1次
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内容摘要

斜辊矫直机是钢管生产工业中十分重要的设备,在钢材的压力加工过程中,轧件由于受轧制、冷却、运输或热处理过程中的诸多因素影响会产生弯曲而影响产品质量。为了消除这些弯曲缺陷,轧件需要在矫直机上进行矫直,液压控制系统又是矫直机的核心部分,因此,本文将对矫直机液压系统进行设计与研究。通过对矫直原理的研究,做出了矫直机液压系统的控制原理方案,并在此基础上进行选型计算,做出完整的系统设计方案。本设计方案着重快开式油路的设计,该机装有上下两个矫直辊,其中上辊为主动辊,下辊为不动辊。上辊由两个液压缸同步进行压下工作,上下两个辊转动都由电机带动。矫直辊前加装光电开关用以即时感应是否有棒箍或棒螺纹通过,当棒材由输送线输送到整机入口处,液压动力带动上辊迅速开启,棒箍或棒螺纹通过后上下辊同时夹紧以实现矫直目的。通过对系统建立数学模型观察其动态性能,并借助MATLAB/Simulink软件来建立控制系统的计算机仿真模型,接着讨论了液压缸之间的同步控制策略,最后通过常规PID控制策略来对系统进行算法仿真,来改善阀控非对称液压缸系统的控制效果。通过Simulink软件仿真结果表明,阀控非对称液压缸伺服系统可以获得很好的稳定性和自适应性,提高了系统的控制效果,满足实际应用的要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 研究课题的背景  10-11
  1.2 两辊矫直机现状  11-12
  1.3 课题研究的提出和意义  12
  1.4 本课题研究的内容  12-14
第2章两辊矫直机工作原理及其组成  14-28
  2.1 矫直原理  14-16
  2.2 参数计算  16-25
    2.2.1 上辊下压量计算  16-21
    2.2.2 力能参数计算  21-24
    2.2.3 矫直机其他主要技术参数  24-25
  2.3 矫直机机械部分构成  25-28
第3章两辊矫直机液压系统设计及建模  28-50
  3.1 液压系统设计  28-37
    3.1.1 系统功能概括  28
    3.1.2 液压缸参数确定  28-29
    3.1.3 拟定液压系统原理图  29-32
    3.1.4 液压泵的选取  32-33
    3.1.5 电机的选取  33
    3.1.6 液压阀的选取  33-34
    3.1.7 蓄能器的选取  34-35
    3.1.8 液压附件的选取  35-36
    3.1.9 油箱的选取  36
    3.1.10 油管内径的计算  36-37
  3.2 液压系统的建模  37-50
    3.2.1 液压系统建模方法  37-38
    3.2.2 伺服阀控制非对称液压缸数学模型的建立  38-50
第4章矫直机液压系统计算机仿真研究  50-66
  4.1 系统仿真概述  50-51
    4.1.1 仿真简介  50
    4.1.2 Matlab中Simulink仿真工具概述  50-51
  4.2 单个阀控缸数学模型参数确定  51-57
    4.2.1 液压油液的选用  51
    4.2.2 伺服阀的参数  51-52
    4.2.3 液压缸的参数  52-56
    4.2.4 伺服放大器参数确定  56-57
    4.2.5 电压反馈环节参数确定  57
  4.3 液压系统仿真分析  57-60
  4.4 伺服系统闭环响应特性分析  60-66
第5章两辊矫直机液压系统的控制策略  66-82
  5.1 常规PID控制  66-71
    5.1.1 常规PID控制原理  66-67
    5.1.2 PID的控制参数对系统性能的影响  67-68
    5.1.3 PID控制参数的整定  68-69
    5.1.4 两缸同步控制策略  69-71
  5.2 基于PID控制的伺服系统闭环响应特性分析  71-74
  5.3 矫直机液压控制系统的误差分析  74-82
    5.3.1 液压系统误差  74-76
    5.3.2 控制系统误差  76-79
    5.3.3 同步误差  79
    5.3.4 机械误差  79-82
第6章结论与展望  82-84
参考文献  84-88
致谢  88

两辊矫直机液压系统的研究

内容摘要

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