基于負載觀測的步進梁前饋魯棒復合運動控制.pdf

1、加熱爐是軋鋼廠中的重要熱能設備，其作用在于對連鑄鋼坯進行加熱，以確保鋼坯達到軋制所需要的工藝溫度。由于步進式加熱爐具有很多的優(yōu)越性，因而逐步取代了傳統(tǒng)的推鋼式加熱爐，被國內(nèi)外眾多軋鋼企業(yè)廣泛采用。步進梁由固定梁與移動梁構成，是鋼坯加熱爐的核心部件。移動梁由液壓缸驅(qū)動，以上升、前進、下降、后退的順序做矩形運動，使數(shù)百噸重的鋼坯在加熱過程中一步一步地自入爐側(cè)向出爐側(cè)移動。
　　考慮到系統(tǒng)總重量非常大，且運動過程有在等高線處托起、放下鋼

2、坯的的動作，因而系統(tǒng)具有非線性、大慣性及階躍負載擾動等特點。同時，實際生產(chǎn)中存在的一些干擾因素，如油液泄漏，液體粘滯阻力的存在以及油液本身的非線性特性等也會對步進梁系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。步進梁的運動速度既要保證生產(chǎn)的節(jié)奏，又要保證對鋼坯輕托輕放，以免產(chǎn)生碰撞，損壞移動梁和固定梁。所以，步進梁運動速度和位移的準確控制至關重要。為了避免系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)和振蕩，國內(nèi)的步進梁系統(tǒng)大多采用開環(huán)控制的方法。但是開環(huán)控制下很難保證步進梁的控制精度，偶爾多步

3、誤差的積累甚至會導致不能出鋼而造成停產(chǎn)事故。
　　本文在分析研究步進梁系統(tǒng)工作原理及相關工作參數(shù)的基礎之上，分別建立了步進機構、電液比例方向閥和液壓缸三個部分的數(shù)學模型。針對系統(tǒng)負載的不確定性，設計了前饋-魯棒復合控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對步進梁運動過程的精確閉環(huán)控制;考慮到鋼坯重量在工程上難以直接測量的問題，提出了基于兩腔壓差和速度信號的負載狀態(tài)觀測器，實現(xiàn)了負載信號的重構。利用Matlab/Simulink進行了仿真研究，結(jié)果表明基于