可逆軋機主傳動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、可逆軋機是冷軋帶材生產(chǎn)的主要設(shè)備，其主傳動控制系統(tǒng)是指拖動帶材在軋輥之間往復(fù)運動的電機控制系統(tǒng)。主傳動控制系統(tǒng)的調(diào)速控制效果對帶材的板形和厚度等主要性能指標有重要影響。目前，國內(nèi)外主傳動控制系統(tǒng)主要采用凸極同步電機，所以對電機控制系統(tǒng)的研究具有重要的應(yīng)用價值和理論意義。
　　本文以某不銹鋼廠的冷軋生產(chǎn)線為背景，將可逆軋機主傳動控制系統(tǒng)作為研究對象，分析了軋機主傳動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及控制策略。針對凸極同步電機數(shù)學(xué)模型中電感矩陣和轉(zhuǎn)子位

2、置角耦合問題，論文通過坐標旋轉(zhuǎn)變換，把電機電感矩陣簡化為了常微分線性矩陣，解除了耦合。同時引入了磁場定向坐標系，并建立相應(yīng)坐標系下的電機模型，方便了控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計。
　　用氣隙磁鏈定向的矢量控制方法設(shè)計系統(tǒng)時，由于凸極同步電機磁路不對稱，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的設(shè)計繁瑣，因此論文采用按照定子磁鏈定向的矢量控制方法設(shè)計系統(tǒng)。針對凸極同步電機數(shù)學(xué)模型復(fù)雜的特點，論文根據(jù)工程需要對電機模型進行了合理簡化，并將主傳動控制系統(tǒng)設(shè)計成磁鏈雙閉環(huán)控

3、制環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制環(huán)節(jié)。同時根據(jù)磁鏈控制環(huán)節(jié)的需要，設(shè)計了磁鏈觀測器環(huán)節(jié)，給磁鏈控制器提供反饋信號。
　　最后，通過對設(shè)計的主傳動控制系統(tǒng)進行仿真，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制器超調(diào)較大。同時考慮到實際工業(yè)現(xiàn)場中，電機參數(shù)常有波動，負載轉(zhuǎn)矩也呈非線性變化，這些變化會加劇轉(zhuǎn)速控制器控制性能的惡化，也必然導(dǎo)致主傳動控制系統(tǒng)的性能變差。所以，本文提出了采用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法設(shè)計速度控制器。該方法能夠快速響應(yīng)給定的變化，而且對外界擾動不敏感，增強了控