AGC液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 2008 2009 學(xué)年 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：agc液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 楊海龍 學(xué)號(hào) 059054099 起訖日期 2009.2.162009.6.5 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 安徽工業(yè)大學(xué) 指導(dǎo)教師 王剛 輔導(dǎo)教師 王剛 系/教研室主任 李 銳 教學(xué)院長 謝能剛 agc液壓系統(tǒng) 1、 引言液壓agc（自動(dòng)厚度控制）系統(tǒng)是提高寬帶熱連軋板厚精度，控制板形，提高帶材合格率的重要技術(shù)，agc系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)、靜態(tài)品質(zhì)的好壞直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，響應(yīng)的快速性和控制精度。板帶軋機(jī)液壓agc系統(tǒng)主要功能是實(shí)現(xiàn)壓下位置自動(dòng)控制(液壓apc)及板厚自動(dòng)控制(

2、液壓agc)。正是由于液壓agc系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，控制的精確性，使得越來越多的寬帶生產(chǎn)線采用。液壓agc自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化軋機(jī)提高軋制精度必不可少的技術(shù)裝備，是熱軋窄帶鋼厚度精度趕上或接近熱軋寬帶鋼的唯一選擇，是生產(chǎn)廠家在未來激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)的重要保證。國內(nèi)首條熱軋窄帶鋼液壓agc自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)，已在唐山不銹鋼有限公司熱軋廠得到成功使用，經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，帶鋼厚度精度提高明顯，厚度為2.75mm的帶鋼，其縱向厚度偏差由0.14mm降低到0.08mm，厚度精度的提高幅度達(dá)到43%。液壓agc是現(xiàn)代寬帶鋼冷連軋機(jī)組幾何尺寸精度控制的關(guān)鍵裝備之一。隨著用戶對(duì)帶鋼幾何尺寸精度要

3、求日趨嚴(yán)格，液壓agc以其具有控制精度高、響應(yīng)速度快和過載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠的顯著特點(diǎn)已成為寬帶鋼冷連軋機(jī)裝備水平的重要標(biāo)志，它是提高板厚精度、控制板形的重要技術(shù)措施。因此研究寬帶鋼冷連軋機(jī)液壓agc系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性具有重要意義。2、本課題的研究意義智能技術(shù)與agc控制系統(tǒng)融合的必要性   智能技術(shù)是二十一世紀(jì)的技術(shù)，目前智能技術(shù)正在加速發(fā)展，而建立在傳統(tǒng)工藝和自動(dòng)化技術(shù)的鋼鐵工業(yè)正在經(jīng)受考驗(yàn)，因而從某種意義上講，傳統(tǒng)技術(shù)正在限制鋼鐵工業(yè)向更高層次發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和信息革命的出現(xiàn)，應(yīng)用最新技術(shù)無論對(duì)企業(yè)管理人員和技術(shù)人員都成為最嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，二十一世紀(jì)是智能技術(shù)飛速發(fā)展的世紀(jì)，面對(duì)鋼

4、鐵工業(yè)的嚴(yán)重形式，必須降低能耗，節(jié)約原材料，提高產(chǎn)品的科技含量，而智能技術(shù)的成功應(yīng)用正是解決這種挑戰(zhàn)的最成功方法。   由上面的分析可以看出，以往agc系統(tǒng)存在一定的問題，要繼續(xù)提高控制精度是比較困難的，而智能技術(shù)中模糊系統(tǒng)和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正是解決agc系統(tǒng)控制精度和軋制過程不確定的最成功的技術(shù)。作為軋鋼技術(shù)重要特征之一的agcaec控制系統(tǒng)是保證成品質(zhì)量的重要品質(zhì)，正是由于現(xiàn)存的agcaec控制器或多或少具有缺陷，因此有必要利用現(xiàn)存的智能技術(shù)對(duì)agcaec系統(tǒng)進(jìn)行再開發(fā)，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的agcaec控制器。模糊系統(tǒng)可以提取現(xiàn)場(chǎng)工程師和專家的操作經(jīng)驗(yàn)，由此確定agc系統(tǒng)調(diào)節(jié)輥縫的準(zhǔn)則

5、，能夠達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)專家級(jí)的調(diào)節(jié)精度；而神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以建立數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的知識(shí)體系，我們可以利用采樣數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)操作過程的不確定知識(shí)，校正模型及模型參數(shù)的精度。3、 液壓agc系統(tǒng)的組成3.1 工藝原理液壓壓下裝置一般由位移傳感器，液壓缸和電液伺服閥等所組成，如圖1所示。系統(tǒng)通過電液伺服閥對(duì)液壓缸的流量和壓力的調(diào)節(jié)來控制液壓缸上、下移動(dòng)的行程來調(diào)節(jié)軋輥輥縫值。液壓agc系統(tǒng)通過測(cè)厚儀、位移傳感器和壓力傳感器等對(duì)相應(yīng)參數(shù)的連續(xù)測(cè)量，連續(xù)調(diào)整壓下缸位移、軋制壓力等，從而控制板帶材的厚差。一個(gè)完整的液壓伺服控制厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要設(shè)備由計(jì)算機(jī)、檢測(cè)元件為主的控制裝置和以一套液壓缸(每側(cè)一個(gè))為主的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

6、組成。檢測(cè)元件主要有：測(cè)厚儀、測(cè)壓儀(每側(cè)一個(gè))以及安裝在液壓缸上的四個(gè)位置傳感器(每個(gè)液壓缸兩個(gè))和兩個(gè)壓力傳感器(每個(gè)液壓缸一個(gè))。液壓agc閥臺(tái)原理示意如圖2所示。l 閥站下方p口連通液壓站的系統(tǒng)供油油路，用于為液壓agc系統(tǒng)提供液壓動(dòng)力，t口連通液壓站油箱，用于回油。l 閥站右方的p口，t口，x口用于檢修或排查故障時(shí)檢測(cè)閥站內(nèi)系統(tǒng)供油壓力p以及伺服閥控制油路x是否正常。l 閥站上方a口連通液壓agc液壓缸無桿腔，b口連通液壓agc液壓缸的有桿腔。l 過濾器對(duì)閥站內(nèi)的p油路和x油路中的雜質(zhì)進(jìn)行過濾，如果過濾器dps1堵塞，將發(fā)出故障信號(hào)，應(yīng)及時(shí)更換。l 閥站的p口手動(dòng)閥主要用于檢修時(shí)把該

7、閥站的系統(tǒng)供油油路斷開。l 油壓傳感器sp1和sp2安裝于閥站外油管路上，用于檢測(cè)液壓agc液壓缸無桿腔和有桿腔油壓。3.2電液伺服系統(tǒng)介紹電液伺服系統(tǒng)是一種由電信號(hào)處理裝置和液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)組成的反饋控制系統(tǒng)。最常見的有電液位置伺服系統(tǒng)、電液力（或力矩）控制系統(tǒng)。液壓伺服系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快、負(fù)載剛度大、控制功率大等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。電液伺服系統(tǒng)通過使用電液伺服閥，將小功率的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為大功率的液壓動(dòng)力， 從而實(shí)現(xiàn)了一些重型機(jī)械設(shè)備的伺服控制。電液伺服控制系統(tǒng)是使系統(tǒng)的輸出量，如位移、速度或力等，能自動(dòng)地、快速而準(zhǔn)確地跟隨輸入量地變化而變化，輸出功率卻被大幅度地放大。3.3伺

8、服仿真及動(dòng)態(tài)分析用經(jīng)典的控制理論分析元件和液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的線性系統(tǒng)或典型環(huán)節(jié)的系統(tǒng)，不失為一種有效的方法。對(duì)于多輸入、多輸出的非線性系統(tǒng)或復(fù)雜的液壓系統(tǒng)就必須進(jìn)行簡(jiǎn)化或線性化處理,致使所得到的結(jié)果與實(shí)際工況有較大的出入。而采用matlab軟件來仿真建立的數(shù)學(xué)模型狀態(tài)方程，可在時(shí)域里模擬出任何作用下的非線性系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和系統(tǒng)的參數(shù)變化情況。數(shù)學(xué)模型可根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)或不同工況很方便得進(jìn)行修改或完善，也便于保存和交流。因此用數(shù)學(xué)模型在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究是最經(jīng)濟(jì)的方法，可以節(jié)省大量的人力和物力，而且系統(tǒng)越復(fù)雜，這一特點(diǎn)越明顯。隨著計(jì)算機(jī)的使用和普及，用數(shù)學(xué)模型

9、的方法在計(jì)算機(jī)上用matlab軟件來分析液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性已經(jīng)成為最方便、快捷和有效的手段。4本課題的基本內(nèi)容1、對(duì)馬鋼h型鋼軋機(jī)液壓壓力控制系統(tǒng)的原理進(jìn)行研究和分析。 2、查閱資料設(shè)計(jì)agc液壓系統(tǒng)原理圖。3、建立用伺服閥控制非對(duì)稱液壓缸的液壓壓力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；4、運(yùn)用matlab軟件分析液壓系統(tǒng)的合理性，通過matlab軟件進(jìn)行檢驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的動(dòng)態(tài)仿真并進(jìn)行變參數(shù)仿真，得到現(xiàn)有系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能參數(shù)。5、液壓站和閥站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。6、繪制所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)原理圖, 液壓站和閥站的裝配圖等圖紙。圖紙總量折合成a0幅面為 3 張，含采用cad（或caxa）和手工繪制的裝配圖或零、部件圖。 5、本課

10、題的重點(diǎn)和難點(diǎn)本課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)均是建立用伺服閥控制非對(duì)稱液壓缸的液壓壓力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用matlab軟件分析該液壓系統(tǒng)的合理性，并進(jìn)行檢驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的動(dòng)態(tài)仿真。6、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排第1-2周：收集有關(guān)agc液壓系統(tǒng)的資料，查閱有關(guān)書籍了解軋鋼的過程。到馬鋼公司第四鋼軋總廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，對(duì)所出現(xiàn)的問題進(jìn)行初步了解；第3周：查閱相關(guān)資料并進(jìn)一步了解相關(guān)的問題；第4周：查閱電液伺服控制系統(tǒng)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和agc液壓系統(tǒng)的工作原理的有關(guān)書籍。查閱有關(guān)的外文資料，并做出翻譯，完成開題報(bào)告的寫作；第5-6周：對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析，深入了解軋輥控制厚度的過程；第7-8周：查閱有關(guān)建立用伺服閥控制

11、非對(duì)稱液壓缸的液壓壓力控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的資料，建立液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；第9-10周：用matlab軟件對(duì)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，并通過其時(shí)域性能指標(biāo)和頻域性能指標(biāo)分析其動(dòng)態(tài)特性，在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)方案。第11周 :查詢有關(guān)流體動(dòng)力技術(shù)發(fā)展及其它液壓方面的外文資料并翻譯；第12-13周：繪制閥站裝配圖和油箱零件圖；第14-16周：完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯提綱。7、參考文獻(xiàn)1 徐賢良,王傳禮主編.液壓傳動(dòng)系統(tǒng).北京:國防工業(yè)出版社,20082 許益民主編.電液比例控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20053 官忠范主編.液壓傳動(dòng)系統(tǒng).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20064 張磊編著.實(shí)用液

12、壓技術(shù)300例.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19985 姜繼海,宋錦春,高常識(shí)主編.液壓與氣壓傳動(dòng).北京:高等教育出版社,20026 王春行主編,液壓控制系統(tǒng)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007 7 成大先主編,機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 單行本.液壓傳動(dòng).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004 8 王積偉,吳振順主編,控制工程基礎(chǔ),北京:高等教育出版社,2001 9 官忠范,李笑,楊敢編著,液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)*調(diào)節(jié)失誤實(shí)例分析,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995 10 趙應(yīng)樾主編,現(xiàn)代實(shí)用液壓附件,上海:上海交通大學(xué)出版社,2002 11 雷天覺主編.新編液壓工程手冊(cè).北京：北京理工大學(xué)出版社，1998 12 王守城，段俊勇主編.液壓元件及應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007 13 周士昌主編.液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行禁忌470例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 14 盛敬超主編.液壓流體力學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980 15 黎啓柏編著