全液壓矯直機智能自學(xué)習(xí)的矯直模型及其電液伺服控制理論.pdf

1、近年來，隨著我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，客戶對板材的不平度精度的要求越來越高，這就使得各鋼鐵企業(yè)對矯直機的要求也越來越高。國外矯直機生產(chǎn)廠家對其設(shè)備的核心技術(shù)，比如矯直模型、電液伺服控制等技術(shù)進行封鎖，而國內(nèi)生產(chǎn)的矯直設(shè)備與國外的同類型先進設(shè)備相比，其矯直效率和矯后板材質(zhì)量仍有相當大的差距，這就使得國內(nèi)一些大型鋼鐵生產(chǎn)廠家，由于生產(chǎn)的需要，不得不投入巨資引進國外的先進設(shè)備，因此，國產(chǎn)化的新一代強力智能矯直機成為國內(nèi)矯直機生產(chǎn)家的重要目標。<

2、br>　　 新一代強力智能矯直機的核心技術(shù)為多液壓缸同步伺服控制技術(shù)和智能自學(xué)習(xí)的矯直模型。本文以國內(nèi)某鋼鐵公司軋線上的3300mm四重式十一輥熱矯直機為建模設(shè)計對象，并參考其它熱處理線上的矯直機，建立了新一代強力智能矯直機的多液壓缸解耦控制模型及其智能自學(xué)習(xí)的矯直模型，在建模、仿真與現(xiàn)場實際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，做了以下研究。
　　 (1)首先對國內(nèi)外矯直機的已有電液伺服控制傳遞函數(shù)模型進行了詳細分析，得到其不足之處以及可以借鑒的地

3、方;分析了現(xiàn)有多缸同步控制解耦方法，得出其解耦方法的優(yōu)缺點;對已有矯直機模型進行研究，為解決國產(chǎn)化的新一代強力智能矯直機的兩個核心技術(shù)難題做好了準備。
　　 (2)從工程的角度出發(fā)，以高頻響比例伺服閥的控制電壓為輸入量，以缸的活塞桿位移為輸出量，建立了基于高頻響非對稱比例伺服閥控制非對稱缸的閥控缸傳遞函數(shù)模型。其不同于以往的以伺服閥的閥芯偏置為輸入量，以缸的活塞桿位移為輸出量的閥控缸系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型，更切合實際。并以此為基礎(chǔ)，

4、推導(dǎo)并建立了矯直機的四缸控制模型。
　　 (3)設(shè)計了“組合給定曲線”，解決了大質(zhì)量、大慣性系統(tǒng)在啟停時的沖擊問題。建立了改進的單控制量神經(jīng)元控制器和多控制量神經(jīng)元控制器，并證明了多控制量神經(jīng)元控制器的穩(wěn)定性，應(yīng)用粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化多控制量神經(jīng)元控制器的權(quán)重值。分別對已經(jīng)建立的矯直機單缸和多缸控制模型進行仿真，結(jié)果表明，多缸位移過程同步誤差最大值為0.18mm，多缸位移穩(wěn)態(tài)同步誤差最大值為0.15mm，多缸速度同步過程誤差最大值

5、為0.1mm/s，改進的多控制量神經(jīng)元控制器對矯直機多缸耦合控制對象解耦的有效性和實用性。
　　 (4)通過解析法建立了矯直機的矯直模型，并在此基礎(chǔ)上增加了彎輥和邊輥對矯直輥壓下量的疊加作用計算公式，推導(dǎo)并建立了強化板材的矯直力預(yù)估解析式，以實際矯直機的結(jié)構(gòu)參數(shù)為依據(jù)，針對某種型號的板材，給出了矯直模型運用的算法實例。
　　 (5)以模糊控制理論為基礎(chǔ)，通過解析模型和矯直工藝專家的知識總結(jié)，建立了矯直機的智能自學(xué)習(xí)矯直模

6、型，并通過矯直過程假設(shè)，針對某種板材進行矯后學(xué)習(xí)，得出了與矯直機操作人員和工藝人員近似相同的學(xué)習(xí)結(jié)果，其入口輥縫和出口輥縫的模糊補償量均為1.02mm，而工藝人員的補償量入口輥縫為1.20mm，出口輥縫為0.95mm，而且可以通過比較學(xué)習(xí)結(jié)果與工藝人員經(jīng)驗進一步完善模糊系統(tǒng)參數(shù)，從而獲得完善的智能自學(xué)習(xí)的矯直模型，實現(xiàn)實際矯直過程的“無人”化。
　　 (6)通過實驗室矯直機和工業(yè)現(xiàn)場矯直機數(shù)據(jù)分析可以得到，本文所建立的改進的多控