全液压滚切剪电液伺服协同控制策略研究

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目前,在中厚板生产线上,由原料库、加热炉、轧机、矫直机、冷床、切边剪、定尺剪和垛台等核心主体设备组成了中厚板生产流程。山西省冶金设备设计理论与技术重点实验室---省部共建国家重点实验室培育基地,多年来在轧机、矫直机和滚切剪等冶金重型机械领域进行了大量的理论和工程实践化研究工作,设计完成了具有自主知识产权和专利的全液压滚切剪,其在中厚板的塌角和刀瘤的消除上起到关键的作用,保证了切口的平整度。以全液压滚切剪为研究对象,采用液压伺服实现设备的两个液压伺服缸的相对位置和速度控制,保证全液压滚切剪的上剪刃在时间和空间上完成近似纯滚动剪切动作。面向全液压滚切剪的两路电液伺服系统,提出了基于系统耦合误差补偿原理的控制策略。在重点分析两路电液伺服系统在不同工况下运行时,因为不同的板厚相应有不同的剪切力,严重影响了全液压滚切剪的上剪刃的近似纯滚切运动,选择交叉耦合控制理论实现两路电液伺服位移系统的协同运动控制,使得上剪刃完成工艺要求动作。首先,在不改变原有单回路的基础上,根据交叉耦合控制原理设计了耦合误差补偿控制环节。其次,给出了系统耦合误差的计算模型,并在设计耦合误差控制器的基础上,达到两路之间的系统耦合误差动态分配,实现系统协同运动控制。最后,完成了滚切剪电液伺服系统的仿真和现场实验,实验部分是在原有的设备的Simatic PLC控制系统的基础上增加耦合误差补偿模块,结果表明该方案保证了上剪刃的近似滚切运动。液压滚切剪为研究对象,以工程项目为背景,在电气控制系统中运用基于模糊PID的交叉耦合控制理论,设计的两路电液伺服协同控制方案,在工业项目中实际应用效果良好,对多路电液伺服系统的研究有借鉴意义。
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