斜轧穿孔机导盘速度的建模与控制

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目前,国内许多钢铁企业为了提高无缝钢管的生产质量,都采用了加装狄赛尔导盘的斜轧穿孔机进行钢坯穿孔。但是在斜轧穿孔机中,导盘转速一直是根据生产要求离线调整在固定的转速上,在穿孔过程中导盘速度会随着管坯前进而发生变化,这大大降低了钢坯穿孔生产效率和质量,成为钢管生产的一个瓶颈。如何实现导盘的在线速度控制,进而改善穿孔机穿孔生产的毛管质量,提高无缝钢管生产机组的生产效率,已经成为各钢厂一个迫切需要解决的问题。 本文以上海宝山钢铁公司钢管分公司SWW斜轧穿孔机的狄塞尔导盘改造为研究背景,在查阅大量国内外相关文献的基础上,介绍了无缝钢管的生产过程以及穿孔机穿孔的工艺过程、设备组成;综述了钢管生产及穿孔机的发展现状。 针对驱动导盘运行的液压系统的工艺特点,从液压系统的机理出发,推导出了以狄赛尔导盘为负载的电液速度控制系统模型,对模型中负载力矩测量困难的问题,利用BP神经网络建立了系统负载力矩的模型。针对BP神经网络的输入数据间有复杂的线性相关性的问题,采用了主元分析法优化了BP网络的输入数据。 针对这种液压系统有负载力矩扰动的特点,本文采用前馈控制算法来抵消系统的负载力矩扰动。由于BP神经网络建模有一定的误差,采用了对特定不可测扰动有很好的控制效果的推理控制算法来抵消软测量模型不准确的部分。最后综合了二者的优点,提出了前馈和推理的复合控制算法作为导盘转速控制系统的控制器。并通过仿真证明了控制系统的准确性、鲁棒性和快速响应性。
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