一种双液压缸同步控制方法及其仿真研究

2003.NO.3

一种双液压缸同步控制方法及其仿真研究

2

张志伟1，张福波1，，王国栋2

（1.东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110006；2.东北大学国家重点实验室，沈阳110006）

摘要：本文介绍了一种简单实用的双液压缸同步控制方法，并利用计算机仿真的方法对该控制方法的控制效果进行了研究。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的一台UC轧机的AGC系统中实际应用了该控制方法。实际应用表明，该方法简单易行，且具有很好的同步控制效果。

关键词：双液压缸；同步控制；仿真研究中图分类号：TH137

文献标识码：B

文章编号：1001-3881（2003）3-232-1

AnSynchronizationControlStrategyAppliedinTwoCylindersSystemandItsSimulation

2

，WANGGuo-dong2ZHANGZhi-wei1，ZHANGFu-bo1，

（1.SchooIofMechanicaIEngineeringandAutomation，NEU，Shenyang110006；

2.StateKeyLab，NEU，Shenyang110006，China）

Abstract：ThispapertendstointroduceapracticaIbutsimpIesynchronizationcontroIstrategyandverifyitbymeansofsimuIation.ThismethodhadbeenappIiedintheAGCsystemoftheUCmiIIoftheStateKeyLabofNEU.TheresuItsshowthatthestrategyispracticaIandcanactweII.

Keywords：TwocyIinders；SynchronizationcontroI；SimuIation

!引言

UC轧机是东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室研制的一台单机架六辊轧机。这种轧机具有板型好、精度高、降低轧制力等优点。该机AGC系统的辊缝调节机构由电液伺服阀驱动的两个液压缸组成，通过对液压缸柱塞位置的控制来实现轧辊辊缝的调节，从而保证带钢的纵向厚度公差。由于两液压缸驱动同一负载，当两液压缸输出不同步时，两液压缸之间势必存在着相互作用，这种相互作用使系统的动态性能恶化，限制了系统的频宽，严重时可使系统失稳。本文采用了一种简单实用的同步控制方法保证了厚度控制系统对双液压缸的同步要求。"

同步控制算法

该同步控制算法的原理框图如图1所示，其中位置同步控制算法可以采用比例算法或比例微分算法。采用比例算法可以减小位置同步误差，而采用比例微

分算法可同时降低位置同步误差和速度同步误差。

否=图2表示加

《机床与液压》2003.NO.3

#"!

，yci=30.005（mm）xci=170.949（mm）（2）在座圈接触处

（12）

-1

，F（!P=0.06348（mm）P）=0.99708［2］

由F（P）的值可得

a"=12.5075，6"=0.22

1/3

a=0.0236>12.5075>（19424/0.06348）=19.891（mm）

1/3

6=0.0236>0.226>（19424/0.06348）=0.359（mm）

P!1=-1/RfP"1=1/RSP!2=-1/RfP"2=1/RS

!P=2/RS-2/RfF（P）=0!

应用举例

以9039260EH轴承为例，其承受轴向力Fa=

，材料的等效弹性模量E490kN，转速W=10K（r/s）

"=115 385Gpa计算轴承中各接触区大小及最大赫兹接触应力、滑动速度。

［4］

：该轴承的基本尺寸如下

p0=3>19424/（2K>19.891>0.359）=1297.286

Dw=30.8

（（Mpa）

接触区中心坐标：

，yce=51 813（mm）xce=191.449（mm）（3）在挡边接触处

-4-1

，F（!P=3.955>10（mm）P）=0

a"=6"=1

1/3

a=6=0.0236>1>（2183/3.955>10-4）=4.171（mm）

2

p0=3>2183/（2K>4.171）=59.919（Mpa）

T=73r=1.2

A=162C=35.8

R=279.5Re=Ri=287

i2=413.223G=48.15860

i1=350.5Y=44.8283

取Rf=0.95P0，其中P0为一参考圆曲率半径（P0

。这样，=278）

RS=264.1

l=42.0

#2=30.754

00h=0.381O=2.005P=3.122滚子的公转和自转速度为：，WG=14.82（r/s）

WZ=179.02（r/s）

接触区出现最大的打滑速度为：在轴圈上Vi=

，在座圈上Ve=209.65（mm/s）。234.96（mm/s）

在滚子接触区上的载荷由（6）式可得

，0i=19.343（kN），0e=19.424（kN）

，Fc=0.0065（kN）0f=2.183（kN）

由（4）式可计算出各接触处压应力分布。

（1）在轴圈滚道接触点上

-1

，F（!P=0.07109（mm）P）=0.99743

a"=13.090，6"=0.2208

1/3

a=0.0236>13.09>（19343/0.07109）=20.018

接触区中心坐标：

，ycf=19.660（mm）xcf=189.412（mm）"

结束语

经过实例计算发现，在接触区上的应力比较高。如果材料的屈服应力较低时则会使滚子产生塑性变形，因此必须合理选择材料。且存在较严重的打滑运动，容易引起磨损。另外，由于应力处于不断循环之中，容易使材料产生疲劳。为防止疲劳发生应该合理设计球面尺寸和接触位置。参考文献

【1】KlecknerR.J.，SphericalRollerBearingAnalysis（I，II），

NASACR-165203，1980

【2】HarrisT.A.，RollingBearingAnalysis，2n6，JohnWiley

Sons，1984

【3】YallianT.，RollingBearingDamageAtlas.（SKF），1974【4】推力调心滚子轴承设计方法.洛阳轴承研究所，1989

（mm）

1/36=0.0236>0.2208>（19343/0.07109）=0.338（mm）

p0=3>19343/（2K>20.018>0.338）=1366.349Mpa）

接触区中心坐标：

收稿时间：2002-07-08

（上接第232页）

统的响应曲线，这两条曲线被曲线1、2所包围。可以很清楚地看出应用该同步控制算法后，两条曲线的误差明显减小。!

结论

（1）采用比例算法或比例微分算法可有效地对双液压缸位置的同步进行控制。

（2）采用比例微分控制时，微分项的系数不宜

过大，微分作用过强将导致系统不稳定。参考文献

【1】周继成.双液压马达同步驱动电液伺服系统的研究.哈

尔滨工业大学博士学位论文，1995【2】张福波.UC轧机压下系统自校正控制的研究.东北大学

硕士学位论文，2001【3】薛定宇.控制系统计算机辅助设计—MATLAB语言及应

用.清华大学出版社，1996

收稿时间：2002-06-14

一种双液压缸同步控制方法及其仿真研究

作者：作者单位：

张志伟， 张福波， 王国栋

张志伟(东北大学机械工程与自动化学院,沈阳,110006)， 张福波(东北大学机械工程与自动化学院,沈阳,110006;东北大学国家重点实验室,沈阳,110006)， 王国栋(东北大学国家重点实验室,沈阳,110006)

机床与液压

MACHINE TOOL & HYDRAULICS2003(3)6次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

参考文献(3条)

1.薛定宇 控制系统计算机辅助设计-MATLAB语言及运用 19962.张福波 UC轧机压下系统自校正控制的研究[学位论文] 2001

3.周继成 双液压马达同步驱动电液位置伺服系统的研究[学位论文] 1995

引证文献(6条)

1.张飞.杨荃.胡水平.陈广秀 冷连轧实验轧机自动控制系统[期刊论文]-实验技术与管理 2011(2)

2.陈晓冬.张科 基于Widrow-Hoff学习算法的液压系统同步控制策略研究[期刊论文]-制造技术与机床 2009(3)3.郭晓松.祁帅.占金春.姚晓光 基于同等方式控制的双缸同步液压系统仿真 …… 此处隐藏：2000字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……