带钢卷取机跑偏电液伺服控制系统的仿真
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１ ． ２光 电式 带 材 跑 偏 检 测 器 工 作 原 理
带 材跑偏 检测 器用 来检 测带 型材 料在 加工 中偏
离正 确 位置 的大小 及方 向 ，从而 为 纠偏控 制 电路 提 供 纠偏信 号 。 光 电式 带材 跑偏 检测器 原 理如 图 ２所示 。 光源 发 出的光 线经 过 透镜 １ 聚 为平行 光 束 ， 向透 镜 ２ 会 投 ，
系统 的动 态 特 性 。 果 表 明 ， 结 系统 满 足带 钢 纠偏 控 制 对 稳 定 性 、 响应 快 速 性 与控 制 精 度 的 要 求 。 的 应 用 证 明 系统 性 它
能可靠， 控制精度 高， 大地提高 ｒ劳动＿ 产率 ： 极 乍
关 键 词 ： 钢跑 偏 ； 带 电液 伺 服 控 制 ； ＇ Ａ 仿 真 ＭＡＩ Ｂ； Ｌ 中 图分 类号 ：ＨＩ７３ ３． Ｆ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７ — ９ ４（０ ０）１ ０ １－ ０ ６ ２ ８０ ２ １ ０ — ０ ３ ０４
３９ ａ ． ＭＰ 。通 常 ， ２ 选择 负载 压力为 ｐ＝ ／ 。 Ｌ２３ ， ｐ 此时
．
图 ３ 带材 跑偏 检 测 器测 量 电 路
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２
３ ０ ０ ０４ ＋ ５ ０ ｘ 。ｘ ．５ ５ ０ ｘ ．７ ３ ０ ０ ９８ Ｏ０
宋 云 清
（ 新疆伊犁职业技术学院机电工程系 新疆 ８ ５０ ３ ０ ０） 摘要： 为了解决冷轧带钢生产 巾的带材跑偏问题， 本文简述 带材 自动纠偏的电液 伺服系统控制的基本原理， 详细介 绍了系统 数学 模型的建立及利用 ＭＡ Ｌ Ｂ／ＳＭ ＬＮ ＴＡ Ｉ Ｕ Ｉ Ｋ进行 系统仿真 的过程 ， 并分析 了系统 的稳定性 ， 同时分析 了
引 言
随着轧钢 向 自动 化 、连续 化 、高速 化方 向 的发 展， 利用 液乐 伺 服控制 系统 ， 张力 、 对 位置 、 度和 速 厚 度 等参 数进 行控 制 已相 当广泛 。 在轧 钢生 产 中， 材 带 跑偏 的主要 原 因有 ： 张力 不适应 或 张力太 大 ， 系的 辊 不 平行 ， 辊子 偏 心或有 锥度 ， 材厚度 不均 匀 及横 向 带 弯 曲等 。带钢 跑偏 会增 大带 钢 的切边 量 ， 浪费 钢材 ； 带 卷无 法卷齐 ， 重影 响带 钢 的卷取 质量 ， 小成 品 严 减
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敏 电 阻的光通 量 减少 。
图 ３为测 量 电路简 图。Ｒ１ Ｒ 、 ２是 同型号 的光敏 电阻 。 作 为测 量元 件装 在带材 下 方 ， ２用遮 光罩 Ｒｌ Ｒ 罩住 ， 温度 补偿 作用 。当带 材处 于 正确位 置 （中间 起 位 ） ， Ｒ１ Ｒ 、 ３ Ｒ 时 由 、 ２ Ｒ 、 ４组 成 的 电 桥平 衡 ， 放 大 使 器输 ¨ 电乐 为 ０ ； 。当带 材左偏 时 ， 遮光 面积减 少 ，
另一 方 面被送 到执 行机 构 ，为纠 偏控 制系 统提供 纠 偏信 号 。
１３液 压 系统 的 组 成 ．
１４控 制 系统 的 工 作 原 理 ．
的途 中 ， 有部 分光线 受 到被测 带材 的遮 挡 ， 使传 到光
收 稿 日期 ：０ ９ １一 ２ ２ ０ — １ ｔ
作者简介 ： 宋云清（ ９０ ）女， １７ 一 ， 讲师 ， 硕士 ， 研究方 向为机 电 一 化 体
耋 釜
１ 光 电液 伺 服 控 制 系统 的组 成 及 工作 原 理
１１光 电 液 伺 服 控 制 系 统 的 组 成 ．
如图 １ 所示 ， 控制 系统 由光 电传感 器 、 伺服 放 大 器、 电液伺 服 比例 阀 、 服 液 压缸 、 动带 钢 卷 取 的 伺 带
传 动装 置等组 成 。
第 １ （ 第３ 期 总 ８期 ）
２１ ０ ０年 １月
流体锘动／ 副 与 控
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带钢 卷 取 机 跑偏 电液 伺服 控 制 系统 的仿 真
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图 １控 制 系 统 的 组成 示 意 图
率； 甚至 带钢 边缘 碰撞 折边 、 拉坏 设 备并造 成 断带 停 产 事故 。同时 ， 现 自动卷 齐可 使钢 带立 放 ， 实 因而使
得 成 品钢卷 整齐 、 包装 运输及 使 用方 便 常 用 的跑 偏控 制 系统有 气 液和光 电液 伺 服控 制 系统 。 者原 理相 同 ， 成不 同 。 过后者 具 有信 号 二 组 不 传输 快 、 反馈 方 便 、 电检测 装置 安 装方便 等特 点 光
随后 被 会 聚到 光敏 电 阻上 。在平 行 光 束 到达 透镜 ２
图 ２带 材 跑 偏 检 测器 工 作 原理
光敏 电阻 Ｒ １阻值减 少 ， 电桥 失去平 衡 。差 动放 大器 将这 一 不平衡 电压加 以放大 ， 出 电压为 负值 ， 输 它反 映 了带材 跑偏 的方 向及 大小 。反 之 ， 当带材 右偏 时 ， 为正值 。输 出信 号 一 方 面 由显 示器 显示 出来 ，
１ ４
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流体锘动与 控副
擦 因数 ｆ ｏ０ 。 － ．５
２０ 第１ ０年 期 １
趣
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（） ２伺服 液压缸 有效 面积 的计 算 采用 压力补偿 变量 泵 ， 护伺 服阀 ， 采用过 为保 应 滤 器 防止油 液 污染 ， 据 工作要 求 ， 源 压力取 ｐ 根 油
带 材跑偏 检测 器用 来检 测带 型材 料在 加工 中偏
离正 确 位置 的大小 及方 向 ，从而 为 纠偏控 制 电路 提 供 纠偏信 号 。 光 电式 带材 跑偏 检测器 原 理如 图 ２所示 。 光源 发 出的光 线经 过 透镜 １ 聚 为平行 光 束 ， 向透 镜 ２ 会 投 ，
系统 的动 态 特 性 。 果 表 明 ， 结 系统 满 足带 钢 纠偏 控 制 对 稳 定 性 、 响应 快 速 性 与控 制 精 度 的 要 求 。 的 应 用 证 明 系统 性 它
能可靠， 控制精度 高， 大地提高 ｒ劳动＿ 产率 ： 极 乍
关 键 词 ： 钢跑 偏 ； 带 电液 伺 服 控 制 ； ＇ Ａ 仿 真 ＭＡＩ Ｂ； Ｌ 中 图分 类号 ：ＨＩ７３ ３． Ｆ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７ — ９ ４（０ ０）１ ０ １－ ０ ６ ２ ８０ ２ １ ０ — ０ ３ ０４
３９ ａ ． ＭＰ 。通 常 ， ２ 选择 负载 压力为 ｐ＝ ／ 。 Ｌ２３ ， ｐ 此时
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图 ３ 带材 跑偏 检 测 器测 量 电 路
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宋 云 清
（ 新疆伊犁职业技术学院机电工程系 新疆 ８ ５０ ３ ０ ０） 摘要： 为了解决冷轧带钢生产 巾的带材跑偏问题， 本文简述 带材 自动纠偏的电液 伺服系统控制的基本原理， 详细介 绍了系统 数学 模型的建立及利用 ＭＡ Ｌ Ｂ／ＳＭ ＬＮ ＴＡ Ｉ Ｕ Ｉ Ｋ进行 系统仿真 的过程 ， 并分析 了系统 的稳定性 ， 同时分析 了
引 言
随着轧钢 向 自动 化 、连续 化 、高速 化方 向 的发 展， 利用 液乐 伺 服控制 系统 ， 张力 、 对 位置 、 度和 速 厚 度 等参 数进 行控 制 已相 当广泛 。 在轧 钢生 产 中， 材 带 跑偏 的主要 原 因有 ： 张力 不适应 或 张力太 大 ， 系的 辊 不 平行 ， 辊子 偏 心或有 锥度 ， 材厚度 不均 匀 及横 向 带 弯 曲等 。带钢 跑偏 会增 大带 钢 的切边 量 ， 浪费 钢材 ； 带 卷无 法卷齐 ， 重影 响带 钢 的卷取 质量 ， 小成 品 严 减
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图 ３为测 量 电路简 图。Ｒ１ Ｒ 、 ２是 同型号 的光敏 电阻 。 作 为测 量元 件装 在带材 下 方 ， ２用遮 光罩 Ｒｌ Ｒ 罩住 ， 温度 补偿 作用 。当带 材处 于 正确位 置 （中间 起 位 ） ， Ｒ１ Ｒ 、 ３ Ｒ 时 由 、 ２ Ｒ 、 ４组 成 的 电 桥平 衡 ， 放 大 使 器输 ¨ 电乐 为 ０ ； 。当带 材左偏 时 ， 遮光 面积减 少 ，
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１３液 压 系统 的 组 成 ．
１４控 制 系统 的 工 作 原 理 ．
的途 中 ， 有部 分光线 受 到被测 带材 的遮 挡 ， 使传 到光
收 稿 日期 ：０ ９ １一 ２ ２ ０ — １ ｔ
作者简介 ： 宋云清（ ９０ ）女， １７ 一 ， 讲师 ， 硕士 ， 研究方 向为机 电 一 化 体
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１ 光 电液 伺 服 控 制 系统 的组 成 及 工作 原 理
１１光 电 液 伺 服 控 制 系 统 的 组 成 ．
如图 １ 所示 ， 控制 系统 由光 电传感 器 、 伺服 放 大 器、 电液伺 服 比例 阀 、 服 液 压缸 、 动带 钢 卷 取 的 伺 带
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第 １ （ 第３ 期 总 ８期 ）
２１ ０ ０年 １月
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图 １控 制 系 统 的 组成 示 意 图
率； 甚至 带钢 边缘 碰撞 折边 、 拉坏 设 备并造 成 断带 停 产 事故 。同时 ， 现 自动卷 齐可 使钢 带立 放 ， 实 因而使
得 成 品钢卷 整齐 、 包装 运输及 使 用方 便 常 用 的跑 偏控 制 系统有 气 液和光 电液 伺 服控 制 系统 。 者原 理相 同 ， 成不 同 。 过后者 具 有信 号 二 组 不 传输 快 、 反馈 方 便 、 电检测 装置 安 装方便 等特 点 光
随后 被 会 聚到 光敏 电 阻上 。在平 行 光 束 到达 透镜 ２
图 ２带 材 跑 偏 检 测器 工 作 原理
光敏 电阻 Ｒ １阻值减 少 ， 电桥 失去平 衡 。差 动放 大器 将这 一 不平衡 电压加 以放大 ， 出 电压为 负值 ， 输 它反 映 了带材 跑偏 的方 向及 大小 。反 之 ， 当带材 右偏 时 ， 为正值 。输 出信 号 一 方 面 由显 示器 显示 出来 ，
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２０ 第１ ０年 期 １
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（） ２伺服 液压缸 有效 面积 的计 算 采用 压力补偿 变量 泵 ， 护伺 服阀 ， 采用过 为保 应 滤 器 防止油 液 污染 ， 据 工作要 求 ， 源 压力取 ｐ 根 油