傾動式電爐恒流量自控系統(tǒng)建模與實驗研究.pdf

1、電磁場快速鑄軋技術(shù)是當今材料制備領(lǐng)域的一項新技術(shù)，前箱液位的控制是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它影響鑄軋區(qū)中金屬液的流態(tài)與流動均勻性，從而影響鑄軋工藝過程的穩(wěn)定。在實驗鑄軋系統(tǒng)中，前箱液位由傾動式電爐的澆注流量與鑄軋速度的匹配關(guān)系決定。通過實際澆注系統(tǒng)的物理建模與自控系統(tǒng)的動態(tài)建模、恒流量實驗系統(tǒng)硬件設(shè)計與軟件編程、實驗研究等找到鑄軋過程中電爐的恒流量控制方法，提出了實現(xiàn)恒流量的新方法一修正系數(shù)法。實驗系統(tǒng)的成功研制對確保電磁場快速鑄軋過程的穩(wěn)

2、定、提高鑄坯質(zhì)量具有十分重要的意義。研究工作主要包括如下幾個部分： 1．建立實際傾動式電爐流量澆注系統(tǒng)的物理模型，推導出電爐流量與驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速之間的數(shù)理關(guān)系式，將電爐的流量控制轉(zhuǎn)移到驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速控制，提出了實現(xiàn)恒流量的新方法一修正系數(shù)法。 2．設(shè)計了傾動式電爐恒流量自控實驗系統(tǒng)總方案，據(jù)此推導各環(huán)節(jié)的變量傳遞關(guān)系，進而建立恒流量自控實驗系統(tǒng)的理論動態(tài)數(shù)學模型，并進行了傾動式電爐恒流量自控實驗系統(tǒng)主電路和觸發(fā)電路設(shè)計，成

3、功設(shè)計了一套具有電流環(huán)與轉(zhuǎn)速環(huán)的雙閉環(huán)恒流量自控實驗系統(tǒng)。 3．運用工程設(shè)計方法設(shè)計與研究實驗系統(tǒng)中的PID調(diào)節(jié)器。建立恒流量自控實驗系統(tǒng)的實際動態(tài)數(shù)學模型，對實際動態(tài)數(shù)學模型進行一系列簡化，并運用勞斯穩(wěn)定性判據(jù)對實驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析與研究，對傾動式電爐恒流量自控實驗系統(tǒng)的快速性等指標運用MATLAB軟件進行計算機仿真建模與分析。 4．根據(jù)物理模型，得到一系列修正系數(shù)，進行軟件算法分析與設(shè)計；運用模塊化程序設(shè)計方法，

4、成功設(shè)計恒流量自控實驗系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，實現(xiàn)了對恒流量的實驗?zāi)M控制。 5．通過模擬實驗驗證傾動式電爐恒流量自控實驗系統(tǒng)。對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析；找出各區(qū)間電機轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，與修正系數(shù)的變化規(guī)律進行對照分析。 實驗表明：各區(qū)間電機轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律與修正系數(shù)的變化規(guī)律完全吻合；通過改變修正系數(shù)就可改變轉(zhuǎn)速，從而改變電爐的流量。電爐恒流量自控實驗系統(tǒng)能實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)和保持流量在整個區(qū)間內(nèi)恒定的功能，滿足電磁場快速鑄軋的工藝要求，