可逆軋機(jī)主傳動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、可逆軋機(jī)是冷軋帶材生產(chǎn)的主要設(shè)備，其主傳動(dòng)控制系統(tǒng)是指拖動(dòng)帶材在軋輥之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)控制系統(tǒng)。主傳動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)速控制效果對(duì)帶材的板形和厚度等主要性能指標(biāo)有重要影響。目前，國(guó)內(nèi)外主傳動(dòng)控制系統(tǒng)主要采用凸極同步電機(jī)，所以對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)的研究具有重要的應(yīng)用價(jià)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(jī)主傳動(dòng)控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，分析了軋機(jī)主傳動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及控制策略。針對(duì)凸極同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型中電感矩陣和轉(zhuǎn)子位

2、置角耦合問(wèn)題，論文通過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換，把電機(jī)電感矩陣簡(jiǎn)化為了常微分線性矩陣，解除了耦合。同時(shí)引入了磁場(chǎng)定向坐標(biāo)系，并建立相應(yīng)坐標(biāo)系下的電機(jī)模型，方便了控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)。
　　用氣隙磁鏈定向的矢量控制方法設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，由于凸極同步電機(jī)磁路不對(duì)稱(chēng)，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)系統(tǒng)。針對(duì)凸極同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型復(fù)雜的特點(diǎn)，論文根據(jù)工程需要對(duì)電機(jī)模型進(jìn)行了合理簡(jiǎn)化，并將主傳動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)根據(jù)磁鏈控制環(huán)節(jié)的需要，設(shè)計(jì)了磁鏈觀測(cè)器環(huán)節(jié)，給磁鏈控制器提供反饋信號(hào)。
　　最后，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的主傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制器超調(diào)較大。同時(shí)考慮到實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，電機(jī)參數(shù)常有波動(dòng)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩也呈非線性變化，這些變化會(huì)加劇轉(zhuǎn)速控制器控制性能的惡化，也必然導(dǎo)致主傳動(dòng)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(jì)速度控制器。該方法能夠快速響應(yīng)給定的變化，而且對(duì)外界擾動(dòng)不敏感，增強(qiáng)了控