纵剪线带钢卷取张力控制及张力软测量研究.pdf

武汉科技大学
硕士学位论文
纵剪线带钢卷取张力控制及张力软测量研究
姓名:陈军伟
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:王朝辉
20080330
武汉科技大学硕士学位论文摘要制原理及组态实现。第张力控制是以卷材为材料的生产机械上最重要的控制系统,不论产品是纸张、塑料薄膜、纺织品、橡胶片或钢板卷材,都是在一定的张力控制下被输送到设备,且在一定的张力下被卷取。张力的变化对加工材料会产生很大的影响。张力过大会造成加工材料的拉伸变形甚至断裂;张力过小会使卷取材料的层与层之间由于应力变形,造成收卷不整齐,影响加工质量;张力大小不稳定会使卷材线速度变化及卷材的松紧程度不同,导致成品率低。因此,张力控制就成为高精度卷取系统中非常关键的一个环节。本文首先介绍国内外张力控制系统的发展情况,分析张力产生的原因以及张力的作用,对常见的张力控制方法进行分类,并对各种方法的特点作了分析比较。然后简要介绍了基于欧陆绷鞯魉倨鞯淖菁羯呱璞腹ひ铡⒋ǘ白远低配置,电控系统设计及主要控制功能。其次分析研究了卷取机间接恒张力控制的基本原理及实现的三种途径,介绍了卷取机间接恒张力控制系统设计,根据系统不同的工作方式建立相应的数学模型,并用进行仿真研究,验证了系统模型的正确性。并基于系统张力控制方式下的模型对该系统的张力实际值软测量的实现做了详细阐述,并通过实验仿真,验证了该张力软测量模型的准确性,可行性。最后简要介绍了我们所采用的最大力矩法间接恒张力控制方式的绷鞯魉倨鞯目关键词:卷取张力;间接恒张力控制;软测量
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绷、‘、墨论文作者签名:噬垦聋日期:武汉科技大学研究生学位论文创新性声明研究生学位论文版权使用授权声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下,独立进行研究所取得的成果。除了文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本论文的研究成果归武汉科技大学所有,其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅,同意学校将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。论文作者签名:指导教师签名:期:日
自从上个世纪二十年代第一卷热轧钢卷在椭仍觯鹗舸值纳武汉科技大学硕士学位论文第一章绪论卷取张力控制系统的发展历史及研究现状造纸、冶金等卷材控制及生产设备中,在生产时对材料的张紧度进行控制,过大的张力会切断长度不稳定等现象。工业实际生产过程中的张力控制是一个大时变、非线性的系统,象,在纵剪带钢的生产过程中,卷取作为生产工艺中的最后一道工序直接影响着产品的质量,特别是纵剪生产线的生产能力的发挥。一般都不能很好的得到解释,原因就是人们缺少直接检测和分析的手段,人们现在唯一能在对带钢进行卷取时,如果张力过小,钢卷会在自身重量下松散,钢卷在散开过程中由于相对滑动,会在钢板表面产生划痕,影响钢材的表面质量,严重的造成带钢跑偏、塌卷等现象;如果张力过大,在钢材卷取过程中,会使钢卷内卷产生滑动,由于滑动造成表面划痕,也会影响了钢材表面质量,更重要的是,由于张力过大,会造成钢卷内部应力过大,致使钢卷的内孔内陷或者整个内层卷突出,降低整个钢卷的等级,更为严重的造成变形甚为了提高钢卷的成材率,根据不同的加工工艺秸⑺嵯础⑼坎愕及被卷取的物料恒张力卷取控制一般分为丌环控制和闭坏控制两大类。丌环控制就是利用有些电机的本身所具有的与卷绕特性相似的软机械特性,直接用这类电机来传动卷绕机构,以获取近似的恒张力控制;闭环控制又分为直接张力控制、间接张力控制和复合张力控制三种方式。第张力控制系统是现代工业中广泛应用的控制系统之一。所谓张力控制,是指在一般的导致材料的变形、甚至断裂,过小的张力又会因为松弛导致跑偏;张力控制不稳也会造成具有变参数、变负载、强扰动等一系列特点。本文以纵剪带钢卷取时的张力控制为研究对就出现了新的领域。然而在随后的几十年里,人们对板带的卷取技术似乎一直不太关注。直到客户对钢材的外观质量与表面质量提出更高的要求时,卷取技术才纳入工程师们的研究范围。卷取作为生产工艺中的最后一道工序直接影响产品的质量,在历史上,由于卷取技术的原因,曾出现过高达%的次品率。为了解决卷取技术中的难题,各个国家都花费了大量的人力、物力、财力进行技术研究及技术改造。然而,卷取过程中造成次品的原因进行的就是对卷取过程中的张力进行控制。我们都知道,一张纸如果没有绷紧,是没有办法卷紧的:如果张