PDF《一类轮鼓式飞剪运行控制方法》

1 Flying shear motion diagram 说明是以上轮鼓为例的 ,所标出的角度都以切头 刃位置为准.飞剪全部工作流程分解说明如下. 1) 处于等待位置时 ,切头刃定位在 270° . 2) HMD1 检得时 ,测量辊 MR1 下降作带速 测量 ,飞剪正转定位到切头准备位 , 即定位到 220° . 3) HMD2 检得时 ,飞剪正向加速运行.运行 直至切尾刃过 0° 线后 ,板坯头部逐渐进入 0° 线,进行切头.此时飞剪运行速度已达到略高于板坯 运行速度(超前率) . 4) 制动性定位正转到等待位 270° 位. 5) 当HMD1 检失时 ,测量辊 MR1 抬起、 MR2 下降作带速测量.飞剪反转定位在 330° 位作切 尾准备. 6) 当HMD2 检失时 ,飞剪正向加速运行.运 行直至切去带钢尾部.此时飞剪运行速度已达到 略小于板坯运行速度(滞后率) . 7) 带钢在飞剪头刃到达 0° 线之前已落到底 下 ,飞剪制动定位到等待位置 270° .MR2 抬起. 图2飞剪工作流程分解图 Fig.

2 Process of flying shear motion

3 运动控制 飞剪在切头或切尾运行的过程中 ,可分为

4 个运行阶段 :加速、 切点前、 切点后、 制动阶段.传 动系统设计为

3 环工作状态下制动切换.即位置 环、 速度环、 电流环.传动系统可接受位置给定、 速度给定、 加速电流 (加速力矩) 给定.在每个阶 段都要对速度、 加速度、 位置进行修正.控制系统 框图见图 3. 图3飞剪控制系统框图 Fig.

3 Block diagram of flying shear control system 3.

1 第1阶段 第1阶段是加速运行阶段 ,是将切头刃从 220° 准备位加速运行到切头刃接近带钢表面.此 时希望位置、 速度、 加速度均达到设定的要求. 1) 求加速度 a ,对于加速力矩进行设定. Sh = vh

2 ・t = v

2 h 2a 式中 :Sh 为预先已知飞剪应当走过的弧线距离;

vh 为飞剪最终速度设定值;

a 为加速度;

vh /

2 为 平均速度;

t 为加速时间 , t = vh / a. vh = K ・vb 式中 :vb 为带钢运行速度 ,由测量辊 MR1 检测实 际带钢运行线速度;

K 为大于 1.

0 的系数. a = v

2 h 2Sh = ( Kvb )

2 2Sh (1) 2) 求瞬时速 度vx , 对于 转速 n 进 行设定 修正. vx = ∫ tx

0 adt = ∫ tx

0 ( Kvb)

2 2Sh dt = ( Kvb )

2 2Sh ・tx 式中 :tx = th - tr , th 为飞剪加速度需要的时间 , tr 为飞剪已达到设定速度 vb 之后余下的运行时间. vh ・th

2 = Sh ] vh th = 2Sh vb ・tr = Sbr 式中 :Sbr 为带钢余下的距离. 则:vx = ( Kvb )

2 2Sh ・tx = Kvb ( Kvb 2Sh ・th - Kvb ・tr 2Sh ) = Kvb ( vh th 2Sh - KSbr 2Sh ) (2) = Kvb (1 - KSbr 2Sh ) 3) 求瞬时距离 ,对于位置设定进行修正. 由式(1) 和式(2) ,可直接得到如下结果 :

8 3 电气传动

2008 年第38 卷第3期李江昀 ,等 :一类轮鼓式飞剪运行控制方法 Sx = v

2 x 2a = ( Kvb )

2 2a (1 - KSbr 2Sh )

2 = Sh (1 - KSbr 2Sh )

2 (3) 3.

2 第2阶段 第2阶段是切点前阶段.此时剪刃已接近带 钢 ,飞剪的圆周线速度将要被分解为水平线速度 再与带钢运行线速度同步 (大于

15 %带钢线速 度) .水平速度分解如图

4 所示. 图4水平速度分解 Fig.

4 Horizontal velocity diagram 1) 求瞬时速度 vx , 对于转速 n 进行设定 修正. vx cosα x = Kvb vx = Kvb cosα x (4) 2) 求加速度 at ,对于加速力矩进行设定.此 时的加速度实际上是个减速度 ,因为水平速度随 着α x 的减小而在切线速度 vx 不变时将增大. at = dvx dt = d dt ( Kvb cosα x ) = d dt ( vb cosα x + K1 vb cosα x ) = d dt ( vb cosα x ) + ac 式中 : K1 = K - 1;