负荷观测器在抑制轧钢扰动中的应用

传统的轧机传动设备速度控制器采用PI调节器,不能满足现代轧钢工艺的要求。阐述了负荷观测器的基本原理,设计了用于抑制轧机咬钢扰动的负荷扰动观测器,并应用到轧钢系统中。通过实践证明,采用负荷观测器比PI控制器能更好地降低动态速降,缩短恢复时间,在生产中取得良好的效果。

带负荷观测器的交-交变频同步电动机矢量调速系统的动态性能分析

交 -交变频同步电动机矢量控制常用于像连轧机一类的调速系统 ,此类系统对动态性能有较高的要求 .本文分析了基于负荷观测器的负载扰动前馈控制对该系统动态性能的改善作用 ,并建立了一套仿真软件包 。

负荷观测器在轧机扭振抑制中的应用

扭振是轧机普遍存在的问题,通过对轧机力学模型分析,指出轧钢时咬钢扰动是引起轧机扭振的重要原因。利用外扰负荷观测器将外扰观测出来,补偿到回路中,以此抑制轧机扭振。实验表明采用负荷观测器控制可以减小咬钢引起的动态速降,从而达到抑制外扰引起的轧机扭振。

基于H_∞滤波器和负荷观测器复合补偿的轧机主传动振荡抑制方法

对双环传动的轧机两质量模型进行理论分析并结合工程实际,提出了一种基于H∞滤波器和负荷观测器复合补偿的轧机主传动振动抑制新方法.在负荷观测器系统基础上,通过求解LMI的EVP问题来构造H∞滤波器得到轧辊速度观测值,并据此构造轧辊速度反馈环.较之传统状态观测器和负荷观测器法,该方法放宽了使用观测器的假设条件,将基于负荷观测器和状态观测器的补偿有机结合,实现了电机和轧辊速度的综合振荡抑制.仿真结果表明,与传统负荷观测器方法相比,该方法对电机和轧辊速度同时具有较好的振荡抑制效果.

基于智能负荷观测器的无张力控制系统

首先分析了直接转矩控制系统的主要特点,首次提出针对工程中电力拖动系统在无负荷和张力传感器条件下的智能负荷观测器的设计,以及新的速度补偿控制方法。详细分析直接转矩控制系统中的转矩与速度之间的关系和相互耦合影响。给出了基于智能负荷观测器的速度补偿控制的实现方法。并且给出了轧钢生产线上无张力控制系统的实际模型和试验结果。

负荷观测器的轧机单辊传动系统负荷平衡控制

在钢铁轧制时,针对轧机单辊传动系统上下轧辊拖动电机速度响应慢、同步性能较差的问题,设计了一种基于单神经元自适应PID神经网络的负荷平衡控制器与负荷观测器相结合的控制策略。在该控制策略中,负荷观测器观测出来的上下轧辊实际负载量作为负荷平衡控制器的输入,同时前馈补偿的加入能够抑制电机的速度波动。仿真结果表明,负荷观测器的加入对电机速度响应时间和同步误差改善效果明显,轧制前电机到达稳态的响应时间缩短了近26.5%。轧制时电机回到稳态的响应时间缩短了近16.5%,同步误差绝对值最大值减小了78%,同步性能得到了有效改善。

动态负荷观测器在全数字6RA24装置上的应用

主要阐述了应用负荷观测器克服动态速降的基本原理和负荷观测器组成，调整及其在６ＲＡ２４（全数字直流调带装置）控制的热带轧机上的应用效果。

面向新能源消纳的热水器负荷态势观测器模型

需求侧具有能量存储特性的温控负荷对新能源的消纳利用具有重要意义。对温控负荷进行温度状态估计及可消纳量范围计算,可为合理规划新能源消纳任务提供依据。因此,提出了温控负荷群态势观测器模型,该模型基于横向时间维度的卡尔曼最优预测理论估计及纵向时间维度的改进增量调制方法修正,对负荷群下一时刻的温度分布状态进行估计,进而计算负荷群的可消纳能力。根据各负荷群的可消纳能力,通过模糊线性规划新能源消纳量,使负荷群的消纳任务更为合理,提高了新能源的利用率。最后,通过算例仿真验证了负荷群态势观测器模型及消纳能力计算的有效性。

热连轧机带观测器的微张力控制

阐述了微张力控制的基本思想和控制策略，改进了已有的采用电流、电压求取轧制力矩的方法，应用数字负荷观测器观测轧制力矩，并分析其基本物理机制、数学模型及控制过程。模拟仿真结果表明此方法具有被测量稳定、动态速降恢复快、微张力控制效果好等优点。

热连轧机带观测器的微张力控制

阐述了微张力控制的基本思想和控制策略，改进了已有的采用电流、电压求取轧制力矩的方法，应用数字负荷观测器观测轧制力矩，并分析其基本物理机制、数学模型及控制过程。模拟仿真结果表明此方法具有被测量稳定、动态速降恢复快、微张力控制效果好等优点。

神经网络在同步电动机负荷扰动控制中的应用

应用神经网络建立负荷观测器,并应用于同步电动机调速系统中。仿真结果证明,神经网络负荷观测器的控制效果明显优于传统P I负荷观测器的控制效果,也表明神经网络负荷观测器控制系统具有很强的自适应和抗干扰能力。

交交变频调速装置在热连轧机组主传动中的应用

以首钢2160热轧工程为背景,开发其主传动交交变频调速装置.阐述了数字控制的交交变频-同步电动机矢量控制系统构成及主回路的主要技术特点,重点研究了晶闸管触发和速度控制问题.开发了带负荷观测器的速度调节系统,解决了负载变化给系统带来的动态品质下降问题.研究结果已经用于现场,取得了速度控制静态精度优于0.01%,以及动态响应时间小于50ms的良好效果.

带钢张力控制策略研究与应用

对张力的基本原理进行研究,并分析出张力的参数计算;在此基础上研究负荷观测控制模型,并对其工作过程进行分析。利用此控制策略用于微张力控制系统,特别是在无测压仪的多数棒、线构轧机中,采用负荷观测器型微张力控制系统效果显著,明显提高了控制精度。

利用电气阻尼抑制双环调速系统轴扭振机理

通常认为机械轴是刚体,实际上都有弹性,要扭转一定角度才能传递转矩。若其弹性变形不可忽略,轴系变成一个振荡环节,有可能导致扭振,曾引发许多电机轴系损坏重大事故。双环调速系统常用的抑制方法是在转速环中插入陷波滤波器,有效果,但较难调。建议通过控制电机转矩引入电气阻尼来抑制扭振,介绍了其原理,指出双环调速系统本身能通过转速反馈引入电气阻尼,使之具有一定抑制能力。介绍了2种进一步加强电气阻尼的方法:增设转速微分环节和负荷观测器。油气钻机在钻井时常发生黏滑振荡,是一种因钻头在从静摩擦过渡到动摩擦时阻转矩突变激发的钻杆弹性扭曲振荡,危害很大。它也属弹性机械轴(钻杆)扭振,也可通过引入电气阻尼来抑制。因其振荡频率特别低(<1 Hz)及振荡时电机转速波动非常小,实现方法有所不同。

精轧飞剪动量补偿模型分析与改善

飞剪系统包括速度与位置合一控制 ,控制性能直接影响着飞剪的剪切精度与功能投入率。本文重点从系统结构入手剖析飞剪起动惯量与剪切动量补偿模型 ,以期解决飞剪剪切过程中带头。

基于SL150的热连轧传动系统的控制与应用

SINAMICS SL150是西门子公司新型全数字矢量交交变频控制系统,用于替换上一代产品SIMADYN D系统。在SL150系统中,针对冶金轧制有一些特殊的应用,包括负荷平衡、负荷观测、陷波滤波器等,其中负荷平衡保证了上下辊输出转矩的平均分配,采用负荷观测器的控制系统具有较强的抗负荷扰动性,明显减少轧机动态速降和恢复时间,陷波滤波器的运用消除了机电共振现象,这些应用对生产线的正常快速生产、保证产品质量发挥着重要作用。

多机架、热连轧精轧机中压传动系统的研究及应用

多机架、热连轧精轧机主传动系统具有快速加减载、频繁加减速、多机架耦合互扰等特点,对变频器性能及可靠性要求很高;而传统的传动系统存在着变压器结构复杂、网侧谐波含量高、电机控制响应慢及电机扭振等问题。为此,文章针对多机架、热连轧精轧机的应用特点,提出了一种高性能传动系统解决方案。相比传统系统,所提出的系统方案具有电路统一、网侧谐波含量低、电机速度响应快、主动抑制电机扭振等优势。文章介绍了轧机主传动系统的主电路方案、网侧变流器控制原理以及电机的矢量控制原理,重点分析了扭振产生的原因并介绍了电机扭振抑制方法。该方案通过了数字仿真和现场性能考核验证,实验结果表明,所提出的主传动系统具有优越的动态和稳态性能,网侧电压谐波含量小于4%,电机转矩能够响应负载的突然变化,多台电机能稳定工作,该传动系统能够完全满足现场热连轧工艺需求。

基于参数自学习的柴油机转速主动抗扰控制

转速的控制效果对柴油机运行品质有重要影响,但转速易受突变负荷和随机负荷的干扰而发生波动.笔者提出一种基于参数自学习和负荷转矩主动观测的转速抗扰控制算法.首先,构建了由指示转矩、摩擦转矩及负荷转矩构成的控制用曲轴转速动态模型.其次,基于该模型设计了降阶扩张状态观测器,用于快速补偿负荷以提升转速抗扰能力.再次,设计了模型参数的自学习算法,不断改善模型准确性以提升控制品质.硬件在环(HIL)仿真测试结果表明:相比于遗传算法整定的比例-积分-微分(PID)算法,主动抗扰控制算法转速跌幅降至28 r/min,改善60.0%,转速恢复时间约为1.6 s,缩短23.8%.在加入模型参数自学习算法后,转速控制品质提升24.3%.台架试验结果表明:在负荷阶跃测试试验中,相比于遗传算法整定的PID算法,笔者提出的算法转速跌幅减小至18 r/min,相对改善68.9%.转速恢复时间减少至1.4 s,相对改善60.0%.

船舶电力系统断电预防控制的研究

针对船舶电力系统的短路/接地故障、过载、有功或无功负载共享等系统故障引起的全网断电问题,利用一种新的基于观测器的快速减负荷系统,设计了一种负载转矩限制控制器。利用船舶推进器模型建立被控对象的数学模型;引入全波傅式测频算法,并实时的测得电网的频率;最后针对船舶推进器转矩控制进行仿真和分析。仿真结果显示,当观测器测得的频率低于某一限定的频率时,负载转矩限制控制器快速的减少推进器的转矩。

轧机传动系统负荷平衡控制

在轧制过程中,经常采用多台电机串联单独驱动一个轧辊,这种传动方式下电机存在负荷不平衡问题,如何保证上下电机负荷平衡是这种方式的研究重点。通过分析影响平衡因素,利用负载观测器得到轧辊实际负载量,将其作为负荷平衡调节器的输入量;同时对电机进行前馈调节;并采用改进的有监督Hebb学习算法的单神经元自适应PID控制器设计负荷平衡调节器。通过仿真结果表明,这种方式能够实现负荷平衡调节并提高动态性能与稳态误差,同时在有动态干扰时有较好的跟随适应性能。