傾動(dòng)式電爐恒流量自控系統(tǒng)建模與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、電磁場快速鑄軋技術(shù)是當(dāng)今材料制備領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，前箱液位的控制是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它影響鑄軋區(qū)中金屬液的流態(tài)與流動(dòng)均勻性，從而影響鑄軋工藝過程的穩(wěn)定。在實(shí)驗(yàn)鑄軋系統(tǒng)中，前箱液位由傾動(dòng)式電爐的澆注流量與鑄軋速度的匹配關(guān)系決定。通過實(shí)際澆注系統(tǒng)的物理建模與自控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)建模、恒流量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與軟件編程、實(shí)驗(yàn)研究等找到鑄軋過程中電爐的恒流量控制方法，提出了實(shí)現(xiàn)恒流量的新方法一修正系數(shù)法。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的成功研制對(duì)確保電磁場快速鑄軋過程的穩(wěn)

2、定、提高鑄坯質(zhì)量具有十分重要的意義。研究工作主要包括如下幾個(gè)部分： 1．建立實(shí)際傾動(dòng)式電爐流量澆注系統(tǒng)的物理模型，推導(dǎo)出電爐流量與驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的數(shù)理關(guān)系式，將電爐的流量控制轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，提出了實(shí)現(xiàn)恒流量的新方法一修正系數(shù)法。 2．設(shè)計(jì)了傾動(dòng)式電爐恒流量自控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總方案，據(jù)此推導(dǎo)各環(huán)節(jié)的變量傳遞關(guān)系，進(jìn)而建立恒流量自控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的理論動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了傾動(dòng)式電爐恒流量自控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主電路和觸發(fā)電路設(shè)計(jì)，成

3、功設(shè)計(jì)了一套具有電流環(huán)與轉(zhuǎn)速環(huán)的雙閉環(huán)恒流量自控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 3．運(yùn)用工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)與研究實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的PID調(diào)節(jié)器。建立恒流量自控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，對(duì)實(shí)際動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行一系列簡化，并運(yùn)用勞斯穩(wěn)定性判據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析與研究，對(duì)傾動(dòng)式電爐恒流量自控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的快速性等指標(biāo)運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真建模與分析。 4．根據(jù)物理模型，得到一系列修正系數(shù)，進(jìn)行軟件算法分析與設(shè)計(jì)；運(yùn)用模塊化程序設(shè)計(jì)方法，

4、成功設(shè)計(jì)恒流量自控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)恒流量的實(shí)驗(yàn)?zāi)M控制。 5．通過模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證傾動(dòng)式電爐恒流量自控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；找出各區(qū)間電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，與修正系數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行對(duì)照分析。 實(shí)驗(yàn)表明：各區(qū)間電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律與修正系數(shù)的變化規(guī)律完全吻合；通過改變修正系數(shù)就可改變轉(zhuǎn)速，從而改變電爐的流量。電爐恒流量自控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)和保持流量在整個(gè)區(qū)間內(nèi)恒定的功能，滿足電磁場快速鑄軋的工藝要求，