伺服飞剪系统的位置优化研究

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飞剪机的改进研究

目录第二部分飞剪机改进研究摘要飞剪机是冶金板材行业最重要的装备之一，也是我国长期以来一直引进的重要的冶金设备的不断前进。

飞剪机通常由机械部分和控制部分组成。

本文从机械组成部分和控制系统两个方面改进飞剪机，使其剪切速度与剪切质量提高，提升了它的生产效率。

机械组成部分，主要改进了飞剪机构的齿轮,轴承,并对此进行了全面的计算校核；控制部分也把从新设计了plc程序。

本文的创新之处在于重新计算校核和飞剪机的齿轮轴承，使它更适合工作的需要；控制系统方面则从新设计了plc程序。

本课题基于工程实际需要改进飞剪机，提高飞剪机的质量与效率。

关键词：飞剪机；机电控制所谓飞剪机，是指横向剪切运动轧件，并满足用户定尺要求的设备。

因而，飞剪机必需具备三个必要条件：1、剪切运动轧件时刀刃的水平分速度与轧件同步；2、飞剪机应能满足不同用户的定尺要求；3、剪切速度必须与生产线上其它设备匹配，以提高生产率。

其基本工作原理是通过调速电机调节电机的转速来控制两剪刀轴的转速，根基送料机构的送给速度和所需的剪材的长短来计算两个剪刀旋转相遇的时间，从而可以计算出剪刀转轴的转速，通过对调速电机的速度的调节，从而得到剪材所需的材料的长度。

在棒线材生产线上，飞剪主要有滚筒式、曲柄式、组合式三种。

滚筒式飞剪结构简单，回转半径大，剪切速度高，但剪切时其剪刃与轧件不垂直，剪刃对轧件有一个附加挤压力。

若轧件断面越大，附加挤压力也越大，不仅剪切质量不好，剪刃也容易损坏。

因此，滚筒式飞剪适合剪切断面小而速度高的轧件。

曲柄式飞剪在剪切时其剪刃与轧件基本垂直，无附加挤压力，剪切质量高，但受结构限制，其曲柄回转半径小，剪切速度不高。

因此，曲柄式飞剪适合剪切断面大速度低的轧件。

1.1 工作原理飞剪是用来横向剪切运动中的轧件，所以，对飞剪的基本要求是剪刃在剪切轧件时要同时成剪切与移动两个动作，且其剪刃在轧件运行方向的瞬时分速度V应与轧件运行V基本相等。

速度1.2 飞剪工作过程旋转飞剪上下剪刃的运动轨迹都是圆。

杭钢高线3号飞剪定位控制系统优化

刀片的位置都无法确定，控制根本无从谈起。
首先，ＰＬＣ依据上游钢坯行进的速度、地点、及
针对不同钢种所确定的过速因子，结合编码器信号给出飞剪起动、加速、减速和停止，以及速度大小命
令；然后变频器根据ＰＬＣ的命令控制飞剪起停和达
置偏差纠正。１．２系统工作原理
图２所示的各位置目标值是ＰＬＣ中的位置给
定值，是常数，因此飞剪剪切的动作过程就是控制
位置给定值不断推进而实际位置不断跟随的过程。准确、可靠的定位控制是完成飞剪功能的最基本的保证。而这一切都必须有这么一个前提，那就是控制系统中必须有一个判断功能，来判断系统检测到的飞剪刀片位置是准确的、符合真实情况的。如果
１．１系统组成
片从停止位走到剪切位，切除轧件（见图２第１ —３
步）。
图１是３号飞剪控制系统（以下称飞剪）组成
２）刀片减速到零速后停止（见图２第４步）。
示意图。电机Ｍ通过变速箱拖动飞剪完成剪切动
作，动作的过程由ＡＣＤＣＦ—ＳＧＥ变频器和ＵＣ２０００
３）刀片反向运动回到上、下刀臂平行的停止位
（见图２第５步）。
ＰＬＣ共同控制完成。ＨＭＤ用来检测钢坯信号，编码器用来检测电机转速和刀片位置信号以及刀片位

飞剪运动控制系统速度与位置参数整定

绍了该数字控制系统的构成和功能实现．
图１飞剪工作原理示意图
上洲轧机
１工作原理飞剪工作原理如图１所示，启停式飞剪运动过程复杂，状态多变：非工作状态时，刃停在Ｐ位，切剪。剪
动（负的给定）制动过程惯性顺时针过Ｐ位、脉加，３ｚ冲位后，Ｐ位与Ｐｕ之间飞剪速度降为零，在１ｏ位ｔ接着
ｍｏｉｎｃｎｒｌｓｓｅｆｓａｔｓｏｈａｔｏｏｔｏｙｔｍｏｔｒ－ｔｐｓｅｒ
ＺＨＥＮＧａｇｃｕＣｈｎ — ｈｎ．ＺＨＡＯｉｈａＬ—ｕ
（ｏｅｅｏｌｔｃｌｎｉｅｒｇ＆ｌｆｒａｏ，ＳｃｕｎＵｉｒｔ，Ｃｅｇｕ６０６，ＣｉａＣｌｇｆｅｒａＥｇｅｉｌＥｃｉｎｎｎｏｍｔｎｉａｎｖｓｙｈｎｄ１０５ｈｎ）ｉｈｅｉ
应用，取得了良好的控制效果．
关键词：飞剪；参数；整定；实现
中图分类号：Ｐ９．Ｔ３１８文献标识码：Ａ文章编号０５８５（０８０－１－．０－４２０）１０７０１３０３
Ａｊｓｎｆｓｅｄａｄｐｓｉｎｐｒｍｅｅｓｏｄｕｔｔｏｅｎｏｉｏａａｔｒｎｍｅｐｔ
锵
（以负的给定）向运行，反转过ｚ冲位，Ｐ脉在３位时降
速，以低速返回Ｐｎ位，止．控制系统应做到轧制停此

毕业设计演讲稿：飞剪控制系统的研究

PLC与上位机的通讯
PC机与S7-400PLC的连接可以采用PC/PPI电缆连接，也可以采用CP5611卡等进行通信。在工程设计中，首先要连接好PLC下载线，设置编程软件通过USB接口的下载线与PLC进行通信，通讯设置过程： 1. 对于CN的S7-400PLC，编写PLC程序时编程软件必须设置为中文界面，才可以下载PLC程序。打开 STEP7-Micro/Win编程软件，如图所示，在菜单栏中选中“Tools->Options->General”,在语言选择栏中选择“Chinese”，然后单击“确定”按钮并关闭软件，然后重新打开，即为中文界面。
基于OPC Server的PC与S7-400PLC的通信
通讯方案构架
Simatic NET是西门子公司一款基于OPC技术的自动化控制方案实现软件，支持多种通信协议，广泛应用于分布式自动化系统中。文中PC机和PLC间基于OPC技术的通信通过该软件进行配置实现，两者间的通信是基于PC机里建立的两个虚拟站(Simatic 400 Station和Simatic PC Station)。两站之间的通信通过Profibus协议实现，其中PC站配置成OPC服务器，通过OPC标准接口和PLC实现通信；另一端PC机上应用软件可以作为OPC客户端去访问OPC服务器，从而实现客户端与S7400系列PLC间的通信。
飞剪控制系统的结构
飞剪控制系统的结构：
飞剪控制系统的结构
飞剪控制系统的结构框图：
PLC与上位机的通讯
通讯方法：在西门子工控系统中，通常可以采用组态软件 Wincc、ProTool以及ProDave等几种方法来实现 PLC与上位机之间的通信。 Wincc采用了最新的32位技术过程监控软件，具有良好的开放性和灵活性。无论是单用户系统，还是冗余多服务器/多用户系统,Wincc均是较好选择。其优点是数据传输速度快、易扩展、实时性好,缺点是传送数据区域有限，在PLC中必须进行相应的处理,且软、硬件成本高。

伺服电机控制算法研究与优化

伺服电机控制算法研究与优化摘要：伺服电机控制是现代工业领域中广泛应用的一种控制技术，能够实现精准控制和运动。

本文旨在研究与优化伺服电机控制算法，提高系统的性能和效率。

首先介绍了伺服电机的基本原理和控制方式，然后重点针对速度环、位置环和电流环控制算法进行了深入的研究与分析，并提出了一些优化策略和方法。

最后通过实际案例验证了优化算法的有效性。

关键词：伺服电机控制；算法研究；优化策略；性能提升；实际应用一、引言伺服电机控制是一种用于实现精确控制和运动的技术，在各个工业领域有着广泛的应用。

伺服电机通过对输出信号的控制实现对位置、速度和力矩的精确控制，因此对控制算法的研究与优化显得尤为重要。

二、伺服电机的基本原理与控制方式伺服电机是一种特殊的直流电动机，通过内部的控制系统实现对输出转矩、转速和位置的控制。

它由电动机、编码器（或位置传感器）、驱动器和控制器组成。

通常情况下，伺服电机的控制方式包括开环控制和闭环控制两种。

开环控制主要通过对电机的输入信号进行人工设定来控制电机的速度和位置，缺乏对实际输出的监测和修正，因此容易受到外界干扰和变化的影响，控制精度较低。

闭环控制通过不断监测和调整电机的实际输出信号来实现对速度和位置的精确控制。

在闭环控制中，控制器接收电机的实际输出信号并进行比较，根据误差信号调整控制信号，通过反馈机制实现优化控制。

三、基于速度环的伺服电机控制算法研究在伺服电机控制系统中，速度环是实现精确速度控制的重要环节。

精确的速度控制能够使电机在不同负载和运动速度下保持稳定性，并提高系统的动态响应速度。

常见的基于速度环的控制算法有比例积分控制算法和模糊PID控制算法。

比例积分控制算法通过调整比例系数和积分时间来实现对速度误差的修正，能够减小速度误差和震荡现象，但对于负载变化较大的情况下，仍然存在较大的误差。

模糊PID控制算法引入模糊逻辑理论，在传统PID控制算法的基础上，通过模糊推理来修正PID参数，实现对速度误差的快速响应和精确控制。

回转式飞剪位置伺服控制系统

３０
２４
６０
６０
黾转对板材进行剪切．二、下剪刃架由导向杆导保证剪刃方向始终为竖
方向。
ｆ，～，３／４
３ｏｏＯ３５ｏ０４０ｏＯ
４５Ｏ０
２０１７１
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｌｆｙｉｎｇｓｈｅａｒｉｓａｌｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｑｕｉｒＩｍｅｎｔｏｆｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｔａｎｇｅｎｔ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆｒｏｔａｒｙｌｆｙｉｎｇｓｈｅａｒ
热
１ｕ
ｉ１＿３
从电机传Ｔａ表ｂ．
定尺
１００Ｏ热
１Ｌｔ
ｏ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｓｈｅａｒ
频率
６０
ｙ
速度
６０
（ｍｍ）（次／分钟）（ｍ／ｍｉｎ）
ｌ５ｏｏ４０６０
，＇肚：丛
－Ｉ＾ｚ
１
’
为了轧件能连续输送，在剪切时剪刃的水平速度要求与轧件的传输速度一致，传统飞剪会与前端机组使用
一
轮２齿轮１带动曲轴旋专从而带动上、下剪刃
、，
２００Ｏ
２５００

气动伺服系统的性能分析与优化

气动伺服系统的性能分析与优化气动伺服系统是一种通过压缩空气驱动实现高精度、高可靠性的运动控制系统。

采用气动伺服系统可以实现快速、精准的位置和速度控制。

然而，在应用气动伺服系统时，不同控制系统的性能却存在明显差异。

因此，进行气动伺服系统的性能分析与优化，极为重要。

一、气动伺服系统性能分析1.响应速度和位置精度在气动伺服系统中，响应速度和位置精度是重要的性能指标。

响应速度是指从发出控制信号到执行控制指令所需的时间。

在气动伺服系统中，响应速度受到压缩空气流量、气压和工作负载等因素的影响。

较高的气压和较大的流量可以提高响应速度，但也会造成能耗增加和噪声增大等问题。

位置精度是指气动伺服系统控制运动位置的精度。

位置精度受到工作负载和测量设备的精度等因素的影响。

2.瞬时转矩和静态刚度在气动伺服系统中，瞬时转矩是指在运动过程中，系统能够承载的瞬时最大转矩值，通常与系统气压和工作负载有关。

静态刚度是指系统在空载状态下的反弹位移，即当传感器输出为零时，输出位置的误差。

瞬时转矩和静态刚度是气动伺服系统的基本特性，对于运动控制性能具有重要的影响。

3.系统稳定性和可靠性气动伺服系统的稳定性和可靠性也是十分重要的性能指标。

系统的稳定性指系统在受到外界干扰时，能够保持稳定运行的能力。

而系统的可靠性则指系统运行时的故障率和维护成本等。

气动伺服系统的稳定性和可靠性对于系统的长期运行和性能发挥具有决定性作用。

二、气动伺服系统性能优化1.改善响应速度和位置精度为改善气动伺服系统的响应速度和位置精度，可以优化系统的压缩空气供应，采用高效节能的压缩空气处理设备和传感器设备。

此外，合理的系统设计和构造，可以优化气动伺服系统的空气通路和工作负载布局，提高系统的响应速度和位置精度。

2.提高瞬时转矩和静态刚度提高气动伺服系统的瞬时转矩和静态刚度，可以采用高压气源、高刚度材料、优化气路布局和传感器布置等方式。

同时，选择适当的气动伺服系统及传感器设备，也能有效提高系统的瞬时转矩和静态刚度。

提高伺服系统定位精度的方法

提高伺服系统定位精度的方法伺服系统定位误差形成原因与克服办法通常情况下，伺服系统控制过程为：升速、恒速、减速和低速趋近定位点，整个过程都是位置闭环控制。

减速和低速趋近定位点这两个过程，对伺服系统的定位精度有很重要的影响。

减速控制具体实现方法很多，常用的有指数规律加减速算法、直线规律加减速算法。

指数规律加减速算法有较强的跟踪能力，但当速度较大时平稳性较差，一般适用在跟踪响应要求较高的切削加工中。

直线规律加减速算法平稳性较好，适用在速度变化范围较大的快速定位方式中。

选择减速规律时，不仅要考虑平稳性，更重要的是考虑到停止时的定位精度。

从理论上讲，只要减速点选得正确，指数规律和线性规律的减速都可以精确定位，但难点是减速点的确定。

一通常减速点的确定方法有：（1）如果在起动和停止时采用相同的加减速规律，则可以根据升速过程的有关参数和对称性来确定减速点。

（2）根据进给速度、减速时间和减速的加速度等有关参数来计算减速点，在当今高速CPU十分普及的条件下，这对于CNC的伺服系统来说很容易实现，且比方法（1）灵活。

伺服控制时，由软件在每个采样周期判断：若剩余总进给量大于减速点所对应的剩余进给量，则该瞬时进给速度不变（等于给定值），否则，按一定规律减速。

理论上讲，剩余总进给量正好等于减速点所对应的剩余进给量时减速，并按预期的减速规律减速运行到定位点停止。

但实际上，伺服系统正常运转时每个采样周期反馈的脉冲数是几个、十几个、几十个甚至更多，因而实际减速点并不与理论减速点重合。

如图1所示，其最大误差等于减速前一个采样周期的脉冲数。

若实际减速点提前，则按预期规律减速的速度降到很低时还未到达定位点，可能需要很长时间才能到达定位点。

若实际减速点滞后于理论减速点，则到达定位点时速度还较高，影响定位精度和平稳性。

为此，我们提出了分段线性减速方法。

在低速趋近定位点的过程中，设速度为V0（mm/s），伺服系统的脉冲当量为δ（μm），采样周期为τ（ms），则每个采样周期应反馈的脉冲数为：N0=V0τ/δ。

伺服系统中的控制算法优化

伺服系统中的控制算法优化在工程应用中，伺服系统的位置与速度控制问题一直是重点研究的领域之一。

控制算法的优化有助于提高系统响应性、稳定性和精度，从而实现更好的性能和效果。

本文将重点介绍伺服系统中的控制算法优化及其在实际应用中的重要性。

一、伺服系统的基本结构伺服系统是一种闭环控制系统，其通常由以下几个基本部分组成：1. 执行机构：电机、液压缸等。

2. 传感器：用于检测执行机构的位置或速度等信息。

3. 控制器：将传感器所获取的信息与期望输出进行比较，从而生成控制信号，控制执行机构的运动。

4. 反馈系统：将实际输出与期望输出进行比较，从而实现控制系统的闭环控制。

二、控制算法的优化在伺服系统中，控制算法的优化是非常重要的。

优化的目标是提高系统响应性、稳定性和精度。

1. 响应性：指系统对于输入信号的快速响应能力。

采用合适的控制算法，可以提高系统的响应速度，实现更快的动态响应。

2. 稳定性：指系统在受到干扰或扰动时能够保持稳定的能力。

一个稳定的系统可以在给定的精度水平下稳定地控制输出变量，避免不必要的振荡。

3. 精度：指系统输出的精确程度。

采用优化的控制算法可以实现更高的精度，提高系统的控制精度和稳定性。

三、常见的伺服系统控制算法1. PID控制算法：PID控制算法是一种经典的控制算法，它根据控制器的误差、偏差和积分来生成控制信号。

PID控制器的参数需要经过调节才能实现最优性能。

2. 模糊控制算法：模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法，它通过模糊逻辑推理出一个模糊输出，然后根据模糊输出生成控制信号。

3. 智能控制算法：智能控制算法是一种基于人工智能的控制算法，比如神经网络控制和遗传算法控制等。

这些算法在控制系统中的应用越来越广泛。

四、优化的控制算法在伺服系统中的重要性伺服系统的控制算法优化不仅仅可以提高系统性能，还可以减少系统的成本和维护费用。

采用优化的控制算法可以使系统更加稳定和精确，从而减少机械振动和结构变形，延长机械部件的寿命，减少维修次数和维修费用。

飞剪剪切稳定性及精度控制优化

飞剪剪切稳定性及精度控制优化【摘要】针对八钢1750热轧厂飞剪的过程进行描述，对剪切不稳定及精度较差的具体情况和存在的问题进行了分析，并提出了相应的优化方案，对提高剪切精度有一定的意义。

【关键词】飞剪；剪切精度；带钢头尾跟踪一、概述飞剪剪切是热轧轧制中非常重要的一道工序，它的作用是将经过粗轧轧制后头尾形状不好的中间坯切除，如果切不上头，形状不好的头部进入精轧区域后很可能会造成轧烂堆钢，切不上尾，可能会造成轧辊或地辊粘钢，影响产品质量；切头尾过长会造成成材率下降，成本升高，切太少又可能会出现切不上或把形状不好的部分无法切除干净，因此提高飞剪剪切稳定性和精度一直是热轧工艺的重点之一。

八钢1750热轧采用转鼓式飞剪，位于热卷箱和精轧机之间，切头飞剪由牌坊、剪刀转鼓、夹紧装置、驱动装置、入口辊道、切头滑槽等组成；上下转鼓上均按180°间距安装了直刀、弧形刀两组刀片。

直刀用于切尾，弧形刀用于切头。

飞剪可设定只切头、只切尾、头尾都切三种模式。

切头模式启动时，飞剪转鼓依据热卷箱热检信号由等待位置预摆到剪切启动位置等待带钢进入飞剪区域。

当带头到达HMD410时，依据实测带钢速度以及设定的头部剪切长度计算出带钢超过HMD412的剪切启动长度，带钢到达该位置后，启动剪切，飞剪按计算加速度累加剪切过程中的动态加速度运行，转鼓到达剪切角度时同步当前带钢速度匀速运行，剪切完成至减速角度后，飞剪以最大斜率制动，速度为零时，飞剪回摆至等待位置，头部剪切结束。

切尾模式启动时，飞剪转鼓依据热卷箱热检OFF信号由切尾刀刃等待位置预摆到剪切启动位置等待带钢尾部进入飞剪区域。

当带尾到达HMD412时，依据实测带钢速度以及设定的尾部剪切长度计算出带钢离开HMD412的剪切启动长度，带钢到达该位置后，启动剪切，飞剪按计算加速度累加剪切过程中的动态加速度运行，转鼓到达剪切角度时同步当前带钢速度匀速运行，剪切完成至减速角度后，飞剪以最大斜率制动，速度为零时，飞剪回摆至等待位置，尾部剪切结束。

飞剪剪切控制系统改造

关键词：飞剪：控制：改进
ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＦｌｙｉｎｇＳｈｅａｒｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ
ＳＨＩＬｉ－ｙｉｎｇ，ＮＩＵＸｉａｏ — ｍｉｎ，ＷＡＮＧＺｈｉ — ｆｅｉ
成。针对飞剪主传动可控硅性能欠佳、飞剪切头速度低、飞剪剪切跟踪不完善等缺陷。提出改造方案，以提
５０（６０）ｘ１６３０ｍｍ：剪切温度： ≥９００ｑＣ：剪切应力：１４０Ｎ／
１Ｔｉｍ２（板坯厚度为５０ｍｍ１、１２０Ｎ／ｍｍ２（板坯厚度为６０ｍｍ１；剪切力：１３７００ｋＮ；剪切带坯速度：０．５～２．５ｒｎ／ｓ：
（ＡｎｙａｎｇＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ａｎｙａｎｇ４５５００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃｏｎｔｒｏｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｙｓｔｅｍｃｏｎｉｇｆｕｒａｔｉｏｎｏｆｌｙｆｉｎｇｓｈｅａｒｉｎＡｎｙａｎｇＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎａｒｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｆｙｉｎｇｓｈｅａｒ；ｃｏｎｔｒｏｌ；ｉｍｐｒｏｖｅ

伺服控制系统的优化设计和实现

伺服控制系统的优化设计和实现伺服控制系统是机械电子控制领域中非常重要的一种系统，它主要用于精密控制，如机械手臂、飞控系统、机车和机器人等方面的应用。

伺服控制系统的作用是实现对某种流量、力量、角度或位移等精密控制的实现。

本文将围绕着伺服控制系统的优化设计和实现，探讨其基本原理、优化方法及实现方案。

一、伺服控制系统的基本原理伺服控制系统是一种反馈控制系统，其基本结构如下图所示：其中，信号源发出期望信号S目，信号经过比较后，误差信号E输出给控制器，控制器对误差进行相应处理，然后将处理后的信号发送到执行机构，执行机构将机械运动转换为电信号，反馈给比较器，形成闭环控制。

伺服控制系统的关键在于：通过控制器对误差信号进行处理，使执行机构能够更快、更准确地进行控制。

伺服控制系统中最常见的控制器是PID控制器，即比例、积分、微分控制器。

二、伺服控制系统的优化方法伺服控制系统在应用中存在诸多问题，例如：机械结构的精确度、电器元件的性能、控制复杂度等。

因此，在实际应用中，需要对伺服控制系统进行优化。

（一）优化PID参数PID控制器是伺服控制系统中最常用的控制器，也是最容易进行优化的部分。

对于PID控制器的优化，有以下几个方面：1.比例系数Kp：增加Kp可增加系统的响应速度，但若Kp太大，可能会导致系统出现震荡和不稳定的情况。

2.积分时间Ti：增加Ti可使系统更快地消除偏差，但同样存在过度振荡的风险。

3.微分时间Td：增加Td可减少过度振荡，但可能会导致系统变得慢反应。

针对PID控制器的优化，可以根据实际情况，采取多种方法进行调整，建立数学模型并进行优化计算。

（二）优化机械结构伺服控制系统中的机械结构非常重要，其精度与机械运动的响应速度和准确度直接相关。

因此，在实际应用中，需要对机械结构进行优化，例如：1.改进传动系统，使用更精密的减速器和传感器；2.加强机械结构的稳定性，增加支撑和润滑；3.优化机械屏幕的设计，减少机械振动和误差；通过对机械结构的优化，可以提高伺服控制系统的精度和稳定性，从而更加准确地实现控制目标。

如何优化伺服系统性能

如何优化伺服系统性能伺服系统是指那种控制精度高、反应速度快、负载适应性强的机电一体化控制系统。

它广泛地应用于机器人、航空航天、汽车、医疗器械、工业自动化等领域，但是伺服系统存在着一些问题，比如稳定性不强、响应速度慢等。

如何优化伺服系统性能，是人们研究伺服系统领域一直探索的方向。

本文将从多个方面探讨如何优化伺服系统性能。

一、提高伺服系统控制精度伺服系统的控制精度直接影响到伺服系统的性能。

因此，提高伺服系统的控制精度是优化伺服系统性能的重要手段之一。

目前大多数伺服系统采用增量式编码器，编码器的精度直接决定伺服控制器的测量精确度。

优化伺服系统的控制精度可以从以下几个方面入手：一是提升编码器精度，二是降低机械系统的误差，三是优化伺服控制器的响应速度和稳定性。

二、降低伺服系统的噪声伺服系统的噪声会对机器运行产生不良影响。

因此，降低伺服系统噪声是优化伺服系统性能的重要措施之一。

降低伺服系统噪声可以从以下几个方面尝试：首先，在伺服系统机械设计中采用降噪技术，如选择低噪声电机等；其次，采用恰当的控制策略，如自适应控制、预测性控制等，有效降低机械振荡和误差，减少伺服系统噪声；最后，加强伺服系统集成设计，有助于降低机械振动、机械碰撞等现象，从而减少伺服系统噪声。

三、优化伺服系统调试伺服系统调试是优化伺服系统性能的关键环节之一。

一个优秀的伺服系统调试方案可以大幅提升伺服系统的性能。

在伺服系统调试中，应该注意以下几个方面：1、环节分析：应不断优化控制器调试参数，如比例系数、积分系数、微分系数等，同时要注意环节对控制系统的稳定性影响，避免环节反馈效应过大。

2、校正系统误差：根据实际运行情况，对伺服系统误差进行补偿校正，增大稳态精度，降低动态误差。

3、调试运动性能：通过多次调试实验，优化运动控制器参数，为不同工况下伺服系统运动性能提供更为准确和稳定的支持。

四、提高伺服系统抗干扰能力伺服系统工作环境中存在各种干扰因素，如机械共振、电缆耦合、温涨冷缩等，这些因素会对伺服系统的控制产生干扰，从而影响伺服系统的性能。

如何优化伺服系统的性能

如何优化伺服系统的性能伺服系统作为现代工业自动化中不可或缺的一部分，其运动精度、速度响应以及稳定性等方面的性能直接决定了生产线的稳定性和生产效率。

因此，优化伺服系统的性能已成为工业自动化领域一个重要的研究方向。

本文将从控制器参数调整、机械结构改善以及信号采集等几个方面详细介绍如何优化伺服系统的性能。

一、控制器参数调整在优化伺服系统性能的过程中，对于伺服控制器的参数进行调整是关键的一步。

目前伺服驱动器提供的参数调整方法一般分为手动调整和自动调整两种，其中手动调整方式是通过人工试验来完成最佳参数寻优的过程，而自动调整方式是通过专门的算法自动完成参数的寻优过程。

这两种参数调整方式各有优缺点，在实际应用中需要选择合适的调整方法。

手动调整方式需要专业工程技术人员具有较高的实践应用经验，调节过程繁琐，调节周期较长，但可以实现更为精细的参数调节，精度更高。

自动调整方式可以大幅缩短调整时间，但可能存在过度调节的问题，当控制器响应过快时，会导致系统的振荡现象。

因此，在实际应用中选用何种方式需要综合考虑伺服系统性能要求、调节难度以及操作成本等因素，以便得到一个最优的参数调整方案。

二、机械结构改善机械结构改善是优化伺服系统性能的另一个重要手段。

在设计伺服系统时需要充分考虑机械结构的刚度和减少机械惯性，以及减少机械传递误差等因素，以达到提高伺服系统性能的目的。

首先，优化伺服系统的结构是关键，采用垂直或水平安装的方式会影响伺服系统的传导特性，同时，合理的导向结构也对伺服电机工作性能有着重要的影响。

其次，在机械结构的设计中，减小惯性是提高系统动态特性的重要手段之一，例如减小伺服电机转子的质量、减小机械传动中的质量等。

最后，提高机械结构的刚度可以提高系统的动态响应频率和启动时间，并降低系统中的振动特性。

三、信号采集信号采集是伺服系统性能优化的另一个重要方面。

在实际应用中，通过合理采集信号并进行分析，可以深入了解伺服系统的性能指标，进一步优化伺服系统的性能。

伺服系统中的运动控制算法优化研究

伺服系统中的运动控制算法优化研究伺服系统是一种通过对运动控制对象施加外部力或力矩，使其按照预定要求执行规定运动轨迹的控制系统。

运动控制算法是伺服系统中的核心部分，它决定了系统的动态响应性能、稳定性以及能耗等方面的指标。

因此，对运动控制算法的优化研究具有重要的理论和实际意义。

当前，随着工业自动化的不断发展，对伺服系统的性能要求也越来越高。

为了满足这一需求，运动控制算法的优化成为了研究的热点之一、在伺服系统的运动控制算法优化研究中，以下几个方面具有重要意义。

首先，传统的PID控制算法是伺服系统中最常用的算法之一，但它在一些高性能应用中存在一些不足之处。

因此，需要对PID控制算法进行优化，如采用更高级的控制策略，如模糊控制、自适应控制、预测控制等。

这些控制策略可以在不同的工况下对PID参数进行自适应调整，从而提高控制性能。

其次，伺服系统中的运动控制算法往往有多个输入和输出，涉及到多个变量之间的相互影响。

如何建立准确的数学模型，并进行有效的参数估计，是运动控制算法优化中的一个关键问题。

目前，基于系统辨识理论的运动控制算法优化方法已取得了一定的成果，但还存在一些问题，比如模型不准确、参数估计不稳定等。

因此，需要进一步研究如何提高参数估计的准确性和稳定性。

此外，伺服系统中的运动控制算法的优化研究还需要考虑系统的动态响应速度和稳定性。

在一些高精度应用中，系统的动态响应速度非常关键，需要采用更高级的控制方法来提高系统的动态性能。

同时，为了保证系统的稳定性，还需要研究如何设计合适的控制器参数以及系统的反馈机制。

最后，伺服系统中的运动控制算法的优化还需要考虑系统的能耗。

在工业应用中，伺服系统通常需要长时间工作，如果能耗过大会导致生产成本的增加和资源浪费。

因此，研究如何优化运动控制算法以降低系统的能耗是伺服系统优化研究的一个重要方向。

综上所述，伺服系统中的运动控制算法优化研究具有重要的理论和实际意义。

当前，虽然已经取得了一些成果，但还存在许多问题亟待解决。

伺服系统中的运动轨迹优化技术

伺服系统中的运动轨迹优化技术随着工业自动化水平的不断提高，伺服系统已成为机械制造业中不可或缺的一部分。

在伺服系统中，运动轨迹的优化是提高系统精度和效率的关键技术之一。

本文将介绍伺服系统中运动轨迹优化技术的基本原理和常用方法。

一、伺服系统运动轨迹控制原理伺服系统中的运动轨迹控制主要是通过PID控制器实现的。

PID控制器中包括三个部分：比例部分、积分部分和微分部分。

比例控制器的输出为反馈误差的比例，积分控制器的输出为反馈误差的积分值，微分控制器的输出为反馈误差的微分值。

PID控制器根据反馈误差计算输出值，控制执行机构的运动。

二、运动轨迹优化的目标伺服系统中的运动轨迹优化的目标是提高系统的响应速度和精度。

在控制器输出信号到执行机构之间存在一定的延迟，这就限制了伺服系统的响应速度。

此外，执行机构的惯性和摩擦也会影响系统的运动精度。

因此，需要对运动轨迹进行优化，以最小化延迟和误差，提高系统的响应速度和精度。

三、运动轨迹优化的方法1.轨迹滤波轨迹滤波是一种减小噪声影响的方法。

通常情况下，运动轨迹中可能存在因噪声或信号干扰而产生的不平滑或不规则部分。

采用数字滤波器对轨迹信号进行过滤可以有效地去除这些噪声干扰。

2.运动规划运动规划是一种确定机器人运动路径的方法。

其目的是通过运动路径的优化，使机器人能够以最优的方式达到目标位置。

运动规划包括速度规划和加速度规划。

速度规划是通过对机器人速度进行限制，使得机器人能够在规定时间内到达目标位置；加速度规划是在速度规划的基础上，通过限制机器人的加速度，以减少机器人的惯性对运动精度造成的影响。

3.非线性优化方法非线性优化方法是一种通过优化目标函数来得到最优轨迹的方法，其优点是能够全局优化，相对于其他方法更加准确。

通常使用的非线性优化算法有广义梯度算法、逐次二次规划算法、遗传算法等。

四、优化效果的验证验证运动轨迹优化效果的方法主要有两种：一种是实验验证，另一种是仿真验证。

实验验证是通过实际测试运动轨迹的误差来验证优化效果的；仿真验证是通过电脑仿真来验证优化效果的，其优点是成本低、操作方便。

连退飞剪剪切定位控制研究与改进

智能控制技术今日自动化34 ｜ 2021.2 今日自动化Intelligent control technologyAutomation Today2021年第2期2021 No.2首钢京唐1700连退机组出口段剪切带钢采用的是曲柄式飞剪，飞剪通过一级自动化定位程序实现自动剪切功能，从而能够保证产线的连续生产。

在实际生产过程中，人为修改飞剪剪切长度造成飞剪剪切定位设定值发生变化，导致飞剪剪切定位失败，飞剪剪切自动步报错无法自动运行，影响出口区域正常生产。

本文针对飞剪剪切定位控制进行了分析研究，并制定了一系列措施，解决了飞剪定位失败问题。

1 飞剪剪切定位1.1 飞剪剪切定位介绍1700连退机组出口区域安装一台曲柄飞剪，该飞剪的作用是用来带尾或带中分切，同时还具有切废和取样的功能。

曲柄飞剪在运行过程中，带钢能够以60 m/min 速度通过飞剪，从而保证了产线的连续运行，提高了产线的生产效率。

1700连退机组出口飞剪剪切的顺序为前卷带钢带尾取样，带尾切废，焊缝前后两卷分卷，后卷带钢带头切废，带头取样或者带中分切。

飞剪剪切刀数及剪切长度可以通过计算机二级系统或操作人员通过操作界面进行手动设定下发。

飞剪剪切定位程序根据设定的带钢剪切刀数和剪切长度计算出带钢第一刀剪切点位置。

这个位置以带钢焊缝为参照，并在飞剪剪切定位程序内部实时计算并更新。

当带钢第一刀剪切点距离飞剪300 m 时，飞剪剪切定位程序触发，开始对带钢第一刀剪切点的位置进行实时跟踪，剪切定位程序启动后定位设定值冻结，无法更改，第一刀剪切点到达飞剪时，出口带钢速度减速至剪切速度60 m/min ，此时飞剪剪切定位完成，同时启动飞剪剪切自动步对带钢进行剪切。

在实际生产过程中，当飞剪剪切定位启动后，定位设定值冻结，无法更改，为保证剪切定位正常完成，要求操作人员飞剪剪切定位启动后不能修改剪切长度，由于操作人员经常需要焊缝过表检仪（200m ）后根据带钢缺陷修改带钢带尾剪切长度，带钢第一刀剪切点实际位置发生变化，而定位程序里还是按照初始第一刀剪切点进行定位，导致带钢第一刀剪切点到达飞剪时速度不为60 m/min ，飞剪剪切定位失败，飞剪剪切自动步报错无法自动运行，从而影响出口区域正常生产。

飞剪码盘位置改造及应用

飞剪码盘安装位置改造及应用(热轧部尚军生)摘要：介绍飞剪结构特点、剪切过程及工艺要求，分析了飞剪连续切头发生的原因，并对飞剪码盘安装位置进行改造。

关键词语：飞剪、码盘、制动轮、连接轴。

一、概述在板材热连轧生产线上，由于轧件在粗轧区轧制过程中要受到不同水平的与垂直的轧制力偏差，以及轧件在辊道短行程中与空气冷却作用产生的温度偏差，因而使得轧件头尾端产生不规则外形且不符合产品要求，必须要加以切除。

因此飞剪成为担当此重任的关键热轧工艺设备。

经过飞剪的剪切，使得轧件头端进入精轧机组F1机架时可减少震动以避免冲击，并使卷取机能顺利卷取；而良好的轧件尾端也有利于成卷轧件的捆包。

另外，通过最佳剪切还可提高成材率。

泰钢950热连轧生产线上采用的飞剪是一种按照90°间距布置的、装有两种不同刀片的双剪刃转鼓式飞剪。

这种飞剪由两台直流调速电动机经一级正齿轮传动给上下两个转鼓同步运转从而产生剪切力矩，飞剪工作时，剪刃先要由等待位旋转到切头（尾）的启动位，然后再根据设定的切头（尾）长度、剪切超前（滞后）速度、测得的轧件的实际线速度和头（尾）部的实际位置、以及切头（尾）刀刃的实际速度和位置，经计算模型的计算后发出启动指令，让飞剪启动从而完成切头（尾）的任务。

切头刀的剪切速度是由轧件的运行速度与剪切超前速度之和来决定的。

当轧件头部到达5HMD1时制动器打开，飞剪的切头刀由等待位转到220°的位置，即定义为切头刀的启动位，同时测量夹送辊MR1压下并开始计时，在轧件头部继续运行到达5HMD2时记录测量夹送辊测得的时间，经计算得到轧件的运行速度。

飞剪切头刀的启动时刻则是间接获得的，它是首先测算出对应飞剪切头刀从启动位到剪切位运行周长的轧件头部从5HMD2起所应走过的距离，再根据已知的轧件的速度来进行计算，从而得到飞剪切头刀的启动时刻。

切尾刀的剪切速度是由轧件的运行速度与剪切滞后速度之差来决定的。

当轧件尾部到达5HMD1时制动器再次打开，飞剪的切头刀由等待位反转到310°的位置，即为切尾刀的启动位（注意，此时切尾刀处在220°的位置上）。