1500軋機串輥液壓控制系統仿真分析液壓控制系統三級項目答辯團隊成員：張良壯邸偉峰程謙郭曉宇柏澤楠指導教師：趙勁松權凌霄214目錄content前言1主要元器件的選擇2閥控非對稱液壓缸系統數學建模3閥控非對稱液壓缸位置控制系統特性分析4影響閥控缸系統頻率特性參數分析5總結6Page050815242731前言114選題背景及意義意義軋機串輥技術工作原理及作用2軋輥串動的概念源于五十年代初期1974年日立公司采用軋輥串動技術,改造成首臺六輥軋機八十年代初,川崎公司將錐形輥串動技術用到熱帶鋼軋機上1984年,首套CVC輥(連續可變凸度)成功如今,曲面軋輥串動被公認為是有生命力的技術工作輥的串輥能連續調節軋輥凸度,從而調節輥縫形狀,使其與所軋鋼板的斷面形狀保持一致,還能均勻工作輥磨損。目前在國際和國內的板帶生產中得到廣泛應用。514"c"位置軸向移動行程越大則正凸度越大"e"位置軸向移動行程越大則負凸度越大3“a”位置輥縫高度一致，保證板帶平直度工作輥或中間輥的輥面加工成S形瓶狀結構,兩軋輥大小頭在軋機上相互成180°方向配置,可以在軸向相反方向上移動位置控制凸度2024/11/24項目研究目的及要求項目研究目的采用MATLAB、AMESim軟件仿真分析手段，通過本課題的完成，使學生對閥控非對稱缸位置伺服系統的相關理論進行更為深入的學習，重點掌握以下知識點：1)閥控非對稱缸位置控制系統數學模型；2)MATLAB、AMESim閥控非對稱缸位置控制系統仿真模型建立；3)閥控非對稱缸位置控制系統的動態響應分析(時域分析、頻域分析)；4)總結得出影響閥控非對稱缸位置控制系統參數對系統頻率的影響規律。71前言2要元器件選擇主52024/11/241液壓缸參數φ200/φ110/100mm/s非對稱單出桿2伺服閥參數Moog公司型號為D634-383C/R24KO2M0NSX23位移傳感器美國MTS公司RH系列mm主要元件2024/11/241液壓缸的選用由液壓缸參數φ200/φ110/100，我們在這里可以選用力士樂公司CDL1_型液壓缸，其工作參數如下:

2024/11/242伺服閥選用由設計要求可得:伺服閥選用Moog公司型號為伺服閥型號為D634-383C/R24KO2M0NSX2.。具有位置傳感器和線性力馬達的閥芯位移閉環控制是通過集成電路板實現的。2024/11/243傳感器的選用針對軋機閥控缸位置控制系統,位移傳感器是決定系統性能指標的重要一環。我們在這里選擇美國MTS磁致伸縮線性位移傳感器RHM0250MD601A01,代表RH系列,M18X1.5螺紋,250mm行程公制,D60插頭,4-20mA輸出。性能參數技術指標有效量程0~250mm供電24VDC重復性誤差<0.01%F.S非線性誤差<0.05%F.S遲滯<0.002%F.S溫度影響<0.01%F.S更新時間0.2~5ms傳感器主要性能參數2024/11/24慣性負載力可表示為:設慣性負載的位移x為正弦運動，即:式中:——正弦運動的振幅,即液壓缸行程100mm；

——正弦運動的角頻率，查閱相關資料軋機串棍運動角頻率2Hz；則有:所以:可得:最大功率點在供油壓力選定為31.5MPa的情況下，可由下式求出液壓缸活塞在最佳功率匹配情況下的活塞面積為:已知選定液壓缸活塞面積:,所以選定以上元件滿足功率匹配,符合設計要求。最大功率點的負載力:功率匹配驗證元件選取131前言23系統數學建模8主要元器件的選擇2024/11/24四通閥控制非對稱液壓缸原理圖2024/11/24假定條件:（1） 閥為理想零開口四通滑閥,4個節流窗口是匹配和對稱的；（2） 節流窗口的流動為湍流流動,閥中的流體壓縮性影響可以忽略不計；（3） 閥具有理想的響應能力,閥芯的位移、閥壓降的變化所產生的流量變化能在瞬間發生；（4） 液壓缸為理想的單出桿液壓缸；（5） 供油液壓力Ps恒定,回油液壓力P0為零；（6） 所有連接管道都短而粗,流體質量影響和管道動態忽略不計；（7） 液壓缸每個工作腔內處處壓力相等,油液溫度和容積彈性模量可看做常數；（8） 液壓缸內、外泄露為層流流動。2024/11/24設液壓缸左右兩腔的有效面積比為:,當n=1時，液壓缸為對稱液壓缸。液壓缸穩態時滿足力平衡方程和流量連續性方程，既有:或寫為:定義負載壓力為:負載流量為:（1）當液壓缸做正向移動,即時1）伺服方向閥的流量方程為:2024/11/24負載流量公式:由上式可得:零位流量增益為:

零位流量壓力系數為:線性化流量方程為:流量連續性方程為:2024/11/24液壓缸力平衡方程:當活塞運動速度時對閥控非對稱液壓缸的三個基本方程進行拉普拉斯變換得當活塞運動速度時對閥控非對稱液壓缸的三個基本方程進行拉普拉斯變換得:2024/11/24四通閥控制非對稱液壓缸的傳遞函數為:一般伺服位置控制系統是以慣性負載為主，而沒有彈性負載或彈性負載很小可以忽略。另外，粘性阻尼系數Bp一般很小，由粘性摩擦力引起的泄露流量所產生的活塞速度比活塞的運動速度小得多，即,因此其與1相比可以忽略不計。

2024/11/24在K=0，時，上式可以簡化為:

——液壓固有頻率；

——液壓阻尼比；2024/11/24綜合考慮系統的反饋環節,并忽略系統的外部干擾力作用,得出如下簡化的系統傳遞函數方框圖221234系統特性分析15前言系統數學建模主要元器件的選擇2024/11/24系統數學模型參數確定1伺服放大器增益Ka:2反饋增益Km:3伺服閥流量增益4伺服閥的固有頻率:5伺服閥的阻尼比:6閥控缸的增益:7缸的固有頻率:8缸的阻尼比:2024/11/24綜上，閥的傳遞函數為:對于閥控缸，忽略外部干擾其傳遞函數為:2024/11/24simulink仿真分析系統開環仿真分析開環系統2024/11/242024/11/24AMEsim仿真分析建立系統仿真模型圖2024/11/24（1）位移隨時間變化（2）流量隨時間變化（3）壓力隨時間變化12345系統頻率特性參數分析23系統特性分析前言系統數學建模主要元器件的選擇2024/11/24動態響應特性由傳遞函數式表示,傳遞函數由比例、積分、和二階振蕩環節組成,主要的性能參數為速度放大系數,液壓固有頻率和液壓阻尼比。6.1放大系數由于傳遞函數中包含一個積分環節,所以在穩態時,比例系數直接影響系統的穩定性、響應速度和精度。提高它可以提高系統的響應速度和精度,但是系統的穩定性變壞。其隨閥的流量增益變化而變化。在零位工作點,閥的流量增益最大,而流量壓力系數最小,所以系統的穩定性最差。故在計算系統的穩定性時,應取零位流量增益。在計算系統的靜態精度時,應取最小的流量增益,通常取時的流量增益。5系統頻率特性參數分析6總結123427系統特性分析前言系統數學建模主要元器件的選擇14基于JSP的杭州天月在線音響銷售系統設計與開發答辯人:xxx結論28針對電液比例伺服綜合試驗臺閥控非對稱液壓缸位置閉環控制系統的數學模型建立、參數計算、仿真研究,可以得出該部分實驗系統能夠滿足綜合實驗中位置控制動靜態特性試驗。采用伺服比例閥作為閥控缸的控制元件,具有抗污染能力強,響應快,可替代伺服閥作為控制元件使用。采用油缸內部磁致伸縮式位移傳感器,可有效的減少安裝空間,提高運行可靠程度,提高測量精度。采用增加人工泄漏阻尼孔的辦法,可有效的調節系統泄漏量,從而調節阻尼比。通過仿真研究,系統供油壓力(開環放大倍數)與阻尼比及固有頻率對系統穩定性,響應速度均有很大影響,針對實際的電液比例伺服綜合試驗臺的真實數據,得出的數據,圖表,曲線有一定的實際參考價值。為日后即將進行的設備調試提供了理論依據,本論文中對參數獲得的討論,也對相關課題研究及實際生產調試有借鑒意義。2024/11/24參考文獻［1］孔祥東，王益群.控制工程基礎［M］.北京:機械工業出版社，2008.［2］王春行.液壓控制系統［M］.北京:機械工業出版社，1995.