AGC液壓系統(tǒng)設(shè)計開題報告

1、機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 2008 2009 學(xué)年 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)設(shè)計（論文）題目：agc液壓系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 楊海龍 學(xué)號 059054099 起訖日期 2009.2.162009.6.5 設(shè)計地點 安徽工業(yè)大學(xué) 指導(dǎo)教師 王剛 輔導(dǎo)教師 王剛 系/教研室主任 李 銳 教學(xué)院長 謝能剛 agc液壓系統(tǒng) 1、 引言液壓agc（自動厚度控制）系統(tǒng)是提高寬帶熱連軋板厚精度，控制板形，提高帶材合格率的重要技術(shù)，agc系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)、靜態(tài)品質(zhì)的好壞直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，響應(yīng)的快速性和控制精度。板帶軋機(jī)液壓agc系統(tǒng)主要功能是實現(xiàn)壓下位置自動控制(液壓apc)及板厚自動控制(

2、液壓agc)。正是由于液壓agc系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，控制的精確性，使得越來越多的寬帶生產(chǎn)線采用。液壓agc自動厚度控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化軋機(jī)提高軋制精度必不可少的技術(shù)裝備，是熱軋窄帶鋼厚度精度趕上或接近熱軋寬帶鋼的唯一選擇，是生產(chǎn)廠家在未來激烈市場競爭中取得優(yōu)勢的重要保證。國內(nèi)首條熱軋窄帶鋼液壓agc自動厚度控制系統(tǒng)，已在唐山不銹鋼有限公司熱軋廠得到成功使用，經(jīng)長時間運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，帶鋼厚度精度提高明顯，厚度為2.75mm的帶鋼，其縱向厚度偏差由0.14mm降低到0.08mm，厚度精度的提高幅度達(dá)到43%。液壓agc是現(xiàn)代寬帶鋼冷連軋機(jī)組幾何尺寸精度控制的關(guān)鍵裝備之一。隨著用戶對帶鋼幾何尺寸精度要

3、求日趨嚴(yán)格，液壓agc以其具有控制精度高、響應(yīng)速度快和過載保護(hù)簡單可靠的顯著特點已成為寬帶鋼冷連軋機(jī)裝備水平的重要標(biāo)志，它是提高板厚精度、控制板形的重要技術(shù)措施。因此研究寬帶鋼冷連軋機(jī)液壓agc系統(tǒng)的動態(tài)特性具有重要意義。2、本課題的研究意義智能技術(shù)與agc控制系統(tǒng)融合的必要性   智能技術(shù)是二十一世紀(jì)的技術(shù)，目前智能技術(shù)正在加速發(fā)展，而建立在傳統(tǒng)工藝和自動化技術(shù)的鋼鐵工業(yè)正在經(jīng)受考驗，因而從某種意義上講，傳統(tǒng)技術(shù)正在限制鋼鐵工業(yè)向更高層次發(fā)展，隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和信息革命的出現(xiàn)，應(yīng)用最新技術(shù)無論對企業(yè)管理人員和技術(shù)人員都成為最嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，二十一世紀(jì)是智能技術(shù)飛速發(fā)展的世紀(jì)，面對鋼

4、鐵工業(yè)的嚴(yán)重形式，必須降低能耗，節(jié)約原材料，提高產(chǎn)品的科技含量，而智能技術(shù)的成功應(yīng)用正是解決這種挑戰(zhàn)的最成功方法。   由上面的分析可以看出，以往agc系統(tǒng)存在一定的問題，要繼續(xù)提高控制精度是比較困難的，而智能技術(shù)中模糊系統(tǒng)和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正是解決agc系統(tǒng)控制精度和軋制過程不確定的最成功的技術(shù)。作為軋鋼技術(shù)重要特征之一的agcaec控制系統(tǒng)是保證成品質(zhì)量的重要品質(zhì)，正是由于現(xiàn)存的agcaec控制器或多或少具有缺陷，因此有必要利用現(xiàn)存的智能技術(shù)對agcaec系統(tǒng)進(jìn)行再開發(fā)，設(shè)計出性能優(yōu)良的agcaec控制器。模糊系統(tǒng)可以提取現(xiàn)場工程師和專家的操作經(jīng)驗，由此確定agc系統(tǒng)調(diào)節(jié)輥縫的準(zhǔn)則

5、，能夠達(dá)到現(xiàn)場專家級的調(diào)節(jié)精度；而神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以建立數(shù)據(jù)驅(qū)動的知識體系，我們可以利用采樣數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)現(xiàn)場操作過程的不確定知識，校正模型及模型參數(shù)的精度。3、 液壓agc系統(tǒng)的組成3.1 工藝原理液壓壓下裝置一般由位移傳感器，液壓缸和電液伺服閥等所組成，如圖1所示。系統(tǒng)通過電液伺服閥對液壓缸的流量和壓力的調(diào)節(jié)來控制液壓缸上、下移動的行程來調(diào)節(jié)軋輥輥縫值。液壓agc系統(tǒng)通過測厚儀、位移傳感器和壓力傳感器等對相應(yīng)參數(shù)的連續(xù)測量，連續(xù)調(diào)整壓下缸位移、軋制壓力等，從而控制板帶材的厚差。一個完整的液壓伺服控制厚度自動控制系統(tǒng)的主要設(shè)備由計算機(jī)、檢測元件為主的控制裝置和以一套液壓缸(每側(cè)一個)為主的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

6、組成。檢測元件主要有：測厚儀、測壓儀(每側(cè)一個)以及安裝在液壓缸上的四個位置傳感器(每個液壓缸兩個)和兩個壓力傳感器(每個液壓缸一個)。液壓agc閥臺原理示意如圖2所示。l 閥站下方p口連通液壓站的系統(tǒng)供油油路，用于為液壓agc系統(tǒng)提供液壓動力，t口連通液壓站油箱，用于回油。l 閥站右方的p口，t口，x口用于檢修或排查故障時檢測閥站內(nèi)系統(tǒng)供油壓力p以及伺服閥控制油路x是否正常。l 閥站上方a口連通液壓agc液壓缸無桿腔，b口連通液壓agc液壓缸的有桿腔。l 過濾器對閥站內(nèi)的p油路和x油路中的雜質(zhì)進(jìn)行過濾，如果過濾器dps1堵塞，將發(fā)出故障信號，應(yīng)及時更換。l 閥站的p口手動閥主要用于檢修時把該

7、閥站的系統(tǒng)供油油路斷開。l 油壓傳感器sp1和sp2安裝于閥站外油管路上，用于檢測液壓agc液壓缸無桿腔和有桿腔油壓。3.2電液伺服系統(tǒng)介紹電液伺服系統(tǒng)是一種由電信號處理裝置和液壓動力機(jī)構(gòu)組成的反饋控制系統(tǒng)。最常見的有電液位置伺服系統(tǒng)、電液力（或力矩）控制系統(tǒng)。液壓伺服系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快、負(fù)載剛度大、控制功率大等獨特的優(yōu)點在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。電液伺服系統(tǒng)通過使用電液伺服閥，將小功率的電信號轉(zhuǎn)換為大功率的液壓動力， 從而實現(xiàn)了一些重型機(jī)械設(shè)備的伺服控制。電液伺服控制系統(tǒng)是使系統(tǒng)的輸出量，如位移、速度或力等，能自動地、快速而準(zhǔn)確地跟隨輸入量地變化而變化，輸出功率卻被大幅度地放大。3.3伺

8、服仿真及動態(tài)分析用經(jīng)典的控制理論分析元件和液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性，對于一些簡單的線性系統(tǒng)或典型環(huán)節(jié)的系統(tǒng)，不失為一種有效的方法。對于多輸入、多輸出的非線性系統(tǒng)或復(fù)雜的液壓系統(tǒng)就必須進(jìn)行簡化或線性化處理,致使所得到的結(jié)果與實際工況有較大的出入。而采用matlab軟件來仿真建立的數(shù)學(xué)模型狀態(tài)方程，可在時域里模擬出任何作用下的非線性系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)下的動態(tài)響應(yīng)和系統(tǒng)的參數(shù)變化情況。數(shù)學(xué)模型可根據(jù)實際系統(tǒng)或不同工況很方便得進(jìn)行修改或完善，也便于保存和交流。因此用數(shù)學(xué)模型在計算機(jī)上進(jìn)行仿真對系統(tǒng)進(jìn)行研究是最經(jīng)濟(jì)的方法，可以節(jié)省大量的人力和物力，而且系統(tǒng)越復(fù)雜，這一特點越明顯。隨著計算機(jī)的使用和普及，用數(shù)學(xué)模型

9、的方法在計算機(jī)上用matlab軟件來分析液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性已經(jīng)成為最方便、快捷和有效的手段。4本課題的基本內(nèi)容1、對馬鋼h型鋼軋機(jī)液壓壓力控制系統(tǒng)的原理進(jìn)行研究和分析。 2、查閱資料設(shè)計agc液壓系統(tǒng)原理圖。3、建立用伺服閥控制非對稱液壓缸的液壓壓力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；4、運用matlab軟件分析液壓系統(tǒng)的合理性，通過matlab軟件進(jìn)行檢驗系統(tǒng)動態(tài)性能的動態(tài)仿真并進(jìn)行變參數(shù)仿真，得到現(xiàn)有系統(tǒng)動態(tài)性能參數(shù)。5、液壓站和閥站結(jié)構(gòu)設(shè)計。6、繪制所設(shè)計的液壓系統(tǒng)原理圖, 液壓站和閥站的裝配圖等圖紙。圖紙總量折合成a0幅面為 3 張，含采用cad（或caxa）和手工繪制的裝配圖或零、部件圖。 5、本課

10、題的重點和難點本課題的重點和難點均是建立用伺服閥控制非對稱液壓缸的液壓壓力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并運用matlab軟件分析該液壓系統(tǒng)的合理性，并進(jìn)行檢驗系統(tǒng)動態(tài)性能的動態(tài)仿真。6、畢業(yè)設(shè)計進(jìn)度安排第1-2周：收集有關(guān)agc液壓系統(tǒng)的資料，查閱有關(guān)書籍了解軋鋼的過程。到馬鋼公司第四鋼軋總廠進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，對所出現(xiàn)的問題進(jìn)行初步了解；第3周：查閱相關(guān)資料并進(jìn)一步了解相關(guān)的問題；第4周：查閱電液伺服控制系統(tǒng)和液壓傳動系統(tǒng)和agc液壓系統(tǒng)的工作原理的有關(guān)書籍。查閱有關(guān)的外文資料，并做出翻譯，完成開題報告的寫作；第5-6周：對液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析，深入了解軋輥控制厚度的過程；第7-8周：查閱有關(guān)建立用伺服閥控制

11、非對稱液壓缸的液壓壓力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的資料，建立液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；第9-10周：用matlab軟件對的液壓系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，并通過其時域性能指標(biāo)和頻域性能指標(biāo)分析其動態(tài)特性，在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)方案。第11周 :查詢有關(guān)流體動力技術(shù)發(fā)展及其它液壓方面的外文資料并翻譯；第12-13周：繪制閥站裝配圖和油箱零件圖；第14-16周：完成畢業(yè)設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答辯提綱。7、參考文獻(xiàn)1 徐賢良,王傳禮主編.液壓傳動系統(tǒng).北京:國防工業(yè)出版社,20082 許益民主編.電液比例控制系統(tǒng)分析與設(shè)計.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20053 官忠范主編.液壓傳動系統(tǒng).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20064 張磊編著.實用液

12、壓技術(shù)300例.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19985 姜繼海,宋錦春,高常識主編.液壓與氣壓傳動.北京:高等教育出版社,20026 王春行主編,液壓控制系統(tǒng)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007 7 成大先主編,機(jī)械設(shè)計手冊. 單行本.液壓傳動.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004 8 王積偉,吳振順主編,控制工程基礎(chǔ),北京:高等教育出版社,2001 9 官忠范,李笑,楊敢編著,液壓系統(tǒng)設(shè)計*調(diào)節(jié)失誤實例分析,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995 10 趙應(yīng)樾主編,現(xiàn)代實用液壓附件,上海:上海交通大學(xué)出版社,2002 11 雷天覺主編.新編液壓工程手冊.北京：北京理工大學(xué)出版社，1998 12 王守城，段俊勇主編.液壓元件及應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007 13 周士昌主編.液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計運行禁忌470例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 14 盛敬超主編.液壓流體力學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980 15 黎啓柏編著