專利名稱：超高速線材延展加工設(shè)備控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬制品生產(chǎn)的電動控制設(shè)備，尤其是一種線材延展加工設(shè)備控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
線材加工主要有軋制和拉拔兩種方式，其中軋制加工用于線徑較大的場合，目前最高速度約120m/s，拉拔加工用于線徑較小的場合，目前最高速度約30m/s。提高加工速度不僅可以提高勞動生產(chǎn)率，還可以改變金屬材料的金相結(jié)構(gòu)，改善產(chǎn)品質(zhì)量。據(jù)初步研究， 當拉拔加工速度為80m/s以上時，金屬線材強度及韌性大幅增加，線材特質(zhì)發(fā)生變化，這類線材非常適用于航空、軍事等一些特殊場合。超高速條件下，延展加工的控制精度顯得尤為重要工藝上要求每一道次的線材延展在誤差范圍內(nèi)是相對固定的，延展率或各道次線徑由模徑?jīng)Q定，但線材在加工過程中還存在拉伸延展和模徑變化，拉伸延展是線材受外力作用下的附加延伸，該拉伸延展率很小，理想值為0，在低速時基本可以忽略其對控制性能的影響，但在超高速時，等時間內(nèi)所加工的線材長度長，微小的附加延伸率也會產(chǎn)生一定的附加長度，速度越高，等時間內(nèi)附加長度越長，就會引起控制系統(tǒng)力矩、位置和速度的波動，導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作。而附加長度是不能直接測量的，利用當前加工周期的信息進行控制的傳統(tǒng)方法不能解決這類問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有線材延展加工設(shè)備控制系統(tǒng)的超高速運行時跟蹤控制精確度較差、控制精度低的不足，本發(fā)明提供一種跟蹤控制精確度高、控制精度較高的超高速線材延展加工設(shè)備控制系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種超高速線材延展加工設(shè)備控制系統(tǒng)，包括各個道次機構(gòu)、收卷機機構(gòu)和控制裝置，所述各個道次機構(gòu)包括變頻器、電機和運行機構(gòu)，所述變頻器的輸出連接電機，所述電機通過電氣傳動機構(gòu)與運行對象連接，所述控制裝置包括基準速度給定模塊和多個道次控制單元，每個道次控制單元包括并聯(lián)增益模塊、速度控制匯集節(jié)點、位置測量模塊、位置給定模塊和位置誤差控制器，所述基準速度給定模塊與各個并聯(lián)增益模塊連接，所述并聯(lián)增益模塊連接所述速度控制匯集節(jié)點的第一正輸入端，所述位置誤差控制器的輸出連接所述速度控制匯集節(jié)點的第一負輸入端，所述速度控制匯集節(jié)點的輸出端連接所述電氣傳動機構(gòu)，所述道次控制單元還包括迭代控制器，設(shè)定第m個道次的串聯(lián)增益初始值為C0Jt)， 迭代學(xué)習(xí)律為
權(quán)利要求
1. 一種超高速線材延展加工設(shè)備控制系統(tǒng)，包括各個道次機構(gòu)、收卷機機構(gòu)和控制裝置，所述各個道次機構(gòu)包括變頻器、電機和運行機構(gòu)，所述變頻器的輸出連接電機，所述電機通過電氣傳動機構(gòu)與運行對象連接，所述控制裝置包括基準速度給定模塊和多個道次控制單元，每個道次控制單元包括并聯(lián)增益模塊、速度控制匯集節(jié)點、位置測量模塊、位置給定模塊和位置誤差控制器，所述基準速度給定模塊與各個并聯(lián)增益模塊連接，所述并聯(lián)增益模塊連接所述速度控制匯集節(jié)點的第一正輸入端，所述位置誤差控制器的輸出連接所述速度控制匯集節(jié)點的第一負輸入端，所述速度控制匯集節(jié)點的輸出端連接所述電氣傳動機構(gòu)，其特征在于所述道次控制單元還包括迭代控制器，設(shè)定第m個道次的串聯(lián)增益初始值為C0Jt)，迭代學(xué)習(xí)律為Ckm(t) = Ckm\t) + qkm(t)(1)qkm(t) = KQkm{t)+BUkemit)(2)其中，C二⑴表示第m道次第k次加工周期t時刻的串聯(lián)增益，‘⑴表示第k次加工t時刻的待設(shè)計更新量，為第m道次位置誤差控制器輸出值，A為其系數(shù)，為串聯(lián)增益第k周期的速度補償控制量；第m道次第k次加工周期t時刻的速度補償控制量迭代學(xué)習(xí)算法控制率為 ukcm(t) = ul\t) + hkm(t)(3)hiit)= aelfy)+beiitydet^Ciit^(4)其中，m、m-Um+1均為道次，k為加工周期，《(0表示第k次加工t時刻的待設(shè)計更新量，包含前后道次、本道次位置誤差<和串聯(lián)增益C二⑴，a、b、d分別為第m-l，m，m+l道次的位置誤差系數(shù)，nffl+1為第m+1道次的速度。
全文摘要
一種超高速線材延展加工設(shè)備控制系統(tǒng)，包括各個道次機構(gòu)、收卷機機構(gòu)和控制裝置，控制裝置包括基準速度給定模塊和多個道次控制單元，每個道次控制單元中，基準速度給定模塊與各個并聯(lián)增益模塊連接，并聯(lián)增益模塊連接速度控制匯集節(jié)點的第一正輸入端，位置誤差控制器的輸出連接速度控制匯集節(jié)點的第一負輸入端，速度控制匯集節(jié)點的輸出端連接電氣傳動機構(gòu)，道次控制單元還包括迭代控制器，設(shè)定第m個道次的串聯(lián)增益初始值為采用迭代學(xué)習(xí)律，參照(1)、(2)；基于2D動態(tài)模型，第m道次第k次加工周期t時刻的速度補償控制量迭代學(xué)習(xí)算法控制率，參照(3)、(4)。本發(fā)明跟蹤控制精確度高。
文檔編號B21C1/12GK102179417SQ201110064659
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者南余榮, 王強 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)