伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统自抗扰控制

针对实际工况下伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在的外部时变负载扰动及相应产生的转动惯量、摩擦系数等参数不确定性问题,提出了一种基于状态观测器和参数估计器的自抗扰控制方案。其中,设计扩张状态观测器用于观测状态变量及系统的整体不确定性;采用投影梯度法设计参数估计器,用于估算控制通道中未参数化的不确定性,即由于转动惯量等参数的不确定性造成的时变控制增益;基于Lyapunov函数分析证明了观测器的收敛性及闭环系统的鲁棒稳定性。通过仿真和实验验证了所提方法能够实现连铸结晶器位移的渐进跟踪,且对负载扰动及参数变化具有较强的鲁棒性。

基于扩张状态观测器的连铸结晶器振动位移系统自适应滑模控制

针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在时变负载转矩、参数不确定性等问题,本文提出了一种基于扩张状态观测器(extended state observer, ESO)的自适应非奇异终端滑模(nonsingular terminal sliding mode,NTSM)控制方法.首先,设计ESO对系统存在的综合扰动和不可测状态进行估计.然后,采用分层设计的方法,分别对位移跟踪子系统和电流环子系统设计基于ESO的自适应NTSM控制器和滑模控制器.为削弱ESO估计误差对跟踪精度的影响,在NTSM控制器中引入了自适应增益.可以证明,所设计的控制器能够保证闭环系统所有信号有界,系统状态可渐近收敛到原点附近的小邻域内.最后,仿真结果验证了所提出控制方法的有效性.

连铸结晶器振动位移系统中非线性处理

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统中偏心轴转角与结晶器振动位移间的非线性周期函数问题,提出了一种非线性处理算法,即通过建立偏心轴转角误差与结晶器振动位移之间的映射关系,来保证电机转角与结晶器振动位移非线性关系逆解的唯一性,从而减小控制器设计的复杂性和非线性环节对控制性能的影响。为验证所提算法的有效性,设计了连铸结晶器振动位移系统PID控制器,并通过仿真和试验验证了所提方法的有效性。

伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统前馈+迭代学习复合控制

针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在电机单方向转动约束、周期性时变负载扰动、减速比加工误差等问题,采用一种前馈+迭代学习控制(ILC)的复合控制策略。通过机理分析给出伺服电机的期望转速作为前馈控制量,再利用结晶器振动位移跟踪误差信号设计带遗忘因子的迭代学习控制器。理论分析表明所设计的迭代学习控制器能够使系统跟踪误差收敛到原点附近的邻域内。最后,通过仿真和实验分析不同遗忘因子取值对系统控制性能的影响,结果表明,当采用负指数的变遗忘因子时,比固定遗忘因子时的跟踪精度更高,比无遗忘因子时的收敛速度更快。

伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统反步滑模控制

针对伺服电机通过偏心轴连杆机构驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在减速比加工误差、偏心轴机械零位初始偏差和负载转矩扰动等问题,本文设计了一种基于双幂次趋近律和扩张状态观测器(ESO)的反步滑模控制器.首先,针对偏心轴转角到结晶器位移非线性关系逆解的非唯一性,可通过分段函数法建立结晶器位移到偏心轴转角一一对应的映射函数关系;其次,针对不可测的减速比加工误差和负载转矩扰动可采用扩张状态观测器来实时估计,以削弱扰动对系统跟踪性能的影响;最后,采用一种具有二阶滑模特性且有限时间收敛的双幂次趋近律以提高收敛速度和削弱抖振.仿真对比结果表明,本文所设计的控制器能有效实现连铸结晶器位移的渐近跟踪,并对系统扰动具有较强的鲁棒性.

带有非匹配扰动的连铸结晶器振动位移系统自适应反步滑模控制

针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在非匹配的参数不确定性、干扰等问题,提出一种基于非线性扩张状态观测器(ESO)的自适应反步滑模控制方法.首先,基于双曲正切函数和高增益构造ESO对系统中的非匹配扰动进行估计.然后,利用反步法将非匹配扰动视为匹配扰动进行处理,并在每一步设计自适应积分滑模控制器,以消除非匹配扰动对系统的影响.另外,在反步设计的后两步引入了积分滑模滤波器用于估计前一步虚拟控制律的导数.理论分析表明,所设计的ESO能够保证估计误差收敛到原点附近的小邻域内;所设计的控制器能够保证闭环系统所有信号有界,并且,通过选取适当的参数能够保证系统状态可渐近收敛到原点.最后,通过仿真结果验证了所提出方法的有效性.

摆动触发的连铸结晶器非正弦振动系统及工艺参数研究

通过控制电机的角速度实现非正弦振动各种参数的在线调节,提出一种摆动触发的对置伺服电机驱动结晶器振动装置。首先,阐述振动装置的工作原理,并建立其三维模型;其次,基于整体函数非正弦振动波形,给出实现该波形的伺服电机角速度曲线及工艺参数的计算方法;最后,绘制多工艺参数等值曲线,根据某钢厂连铸机的振动工艺参数,确定出非正弦振动合理的拉坯速度与频率和振幅的同步控制模型。研究表明,理论计算的非正弦振动工艺参数满足取值限度要求,对于进一步减小铸坯振痕深度、改善铸坯与结晶器之间的润滑、提高拉坯速度和铸坯表面质量,具有重要的参考价值。

非匹配不确定性下连铸结晶器振动位移系统准滑模控制

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统中同时存在的匹配建模误差和非匹配外界时变扰动不确定系统,提出一种基于干扰补偿器的鲁棒准滑模控制方案.首先,针对非匹配外界时变扰动不确定系统,采用一种改进的解耦干扰补偿器,保证估计误差有界收敛;其次,采用一种新型的混合趋近律,将幂次趋近律与等速趋近律相结合,减小滑模面趋近时间;再次,基于切换函数设计扩张状态观测器用于观测系统不确定项(包括干扰补偿器估计误差及系统的匹配不确定性),并构建趋近律参数与不确定项的定量关系,以降低抖振,提高系统的控制性能和鲁棒性;最后,通过理论分析证明了闭环系统离散准滑动模态的稳定可达性.仿真分析结果表明了所提出控制方案的有效性.

连铸结晶器非正弦振动系统模糊神经网络跟踪控制

针对结晶器非正弦振动液压伺服系统参数易变、模型不确定这一特点 ,对模型未知的系统用神经网络模型逼近 ,并采用改进的递阶遗传算法对神经网络的权值和结构同时进行训练 ,实现系统模型的精确辨识 ;将模糊控制与神经网络相结合 ,提出一种模糊神经网络控制方法 ,实现连铸结晶器非正弦振动系统的跟踪控制。仿真验证了该方案能提高非正弦振动系统跟踪控制性能和鲁棒性 。

连铸结晶器振动双缸同步电液伺服系统

该文介绍了为连铸技术国家工程研究中心电磁连铸试验机组设计制造的结晶器振动双缸同步电液伺服系统的组成、功能、特点、应用情况和使用效果。系统结构紧凑 ,重量轻 ,安装维护方便 ,不仅适用于新建铸机的应用 ,而且适用于对现有振动装置的改造 。

连铸机结晶器振动装置及其计算机控制系统

针对传统的电机驱动偏心凸轮结晶器振动装置存在的缺点，开发研制了采用电液伺服驱动的结晶振动装置及其计算机控制系统，它能够根据连铸工艺要求非常方便地改变振动波形，从而有效地改善控制精度，提高连铸自动化水平。

基于预测控制理论的连铸结晶器振动监控系统设计

在预测控制的算法机理上给出了结晶器振动系统的预测模型 ,并在此基础上进一步介绍了基于预测控制理论的结晶器振动监控系统程序的设计方法。

电液连铸结晶器非正弦振动系统

文章介绍了电液连铸结晶器非正弦振动系统试验台,同时介绍采用直线和圆弧构造的非正弦振动波形.

攀钢板坯连铸机结晶器振动系统的改进

分析 了攀钢１３ ５０ 板坯连 铸 机结 晶器 振 动系 统的 稳 定性 和可 靠 性。根 据 存在 的 问题 ，对结晶器 振动系 统进行了 改进，保 证了高拉

基于电液伺服控制实现的连铸机结晶器振动装置

针对采用电动机驱动偏心凸轮传统结晶器振动装置存在的缺点，开发研制了基于电液伺服系统实现的结晶器振动装置及其计算机控制系统。为了满足连铸工艺对跟踪非正弦给定振动波形的要求，基于智能控制的基本思想对一些控制方法进行了改进，有效地抑制了非对称负载造成的静差并提高了系统的相频宽。联机试验表明，所研制的结晶器电液伺服振动装置及其计算机控制系统能够根据连铸工艺要求实时、准确、方便地改变振动波形，从而有效地提高了连铸自动化水平。

结晶器非正弦高频振动电液伺服控制系统的研究

开发了非正弦振动波形和计算机控制的电液伺服系统 ,用于提高拉坯速度和铸坯的表面质量。利用 C语言和汇编语言编制了界面友好的计算机控制软件 ,推导了液压伺服控制系统的数学模型。在半板簧结晶器振动试验装置上 ,模拟了小方坯连铸机的非正弦振动。研制的液压伺服控制系统响应速度快、控制精度高 。

连铸机结晶器振动液压系统优化

结合板坯连铸机结晶器振动液压系统的工作原理及常见故障,分析了不同厂家性能相近的伺服阀参数及使用环境,对液压系统中的伺服元件进行优化选型,并对其控制系统进行优化设计。研究结果已用于现场,设备运行状况显示出液压系统优化的可靠性。

连铸机结晶器液压振动系统的应用

介绍了连铸机液压振动控制系统的原理及组成,以及控制参数的设定。对系统出现的不同故障,采取了不同的对应措施。

板坯连铸机结晶器振动系统故障分析与治理

介绍了天津钢铁有限公司4#板坯连铸机结晶器振动系统,根据液压系统原理对故障现象进行逻辑分析,利用排除法查找故障,找出发生故障的部位,进行修复,保证了生产的顺利进行。

椭圆齿轮驱动的结晶器非正弦振动传动系统动力学及运动稳定性分析

建立了椭圆齿轮驱动的结晶器非正弦振动传动系统动力学模型,推导了动力学方程。结果表明,椭圆齿轮驱动的结晶器非正弦振动传动系统的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵都随曲柄位置变化,为一周期时变参数系统。采用谐波平衡法求解系统的周期解。基于单特征值假设和福洛开(Flo-quet)理论,推导了特征值求解公式,利用所求特征值可判断系统周期解的稳定性。本文的工作为解决结晶器振动平稳性问题,更好地应用该振动装置打下了基础。