一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金工業(yè)中的連鑄工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于偏差平衡的中間罐車 升降同步控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在連鑄工藝中，中間罐車是保證連鑄工藝連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，主要用于支撐和 運(yùn)送連鑄中間罐。在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，為快速精確地控制水口插入結(jié)晶器的深度，中間罐車升降 平臺(tái)要求能夠在重載時(shí)平穩(wěn)同步升降，且能停在任意位置，在澆鑄時(shí)使中間包保持水平。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，連鑄中間罐車升降平臺(tái)有電動(dòng)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)兩種方 式。前者工序復(fù)雜，對(duì)加工精度要求高，且容易損壞維修費(fèi)用高，現(xiàn)已很少采用；后者采用液 壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化不少，維護(hù)成本低，是目前常用的設(shè)計(jì)方式。其中，液壓驅(qū)動(dòng)方式又包 括兩類解決方案：
[0004] 1)采用液壓同步馬達(dá)控制四個(gè)油缸同步：在CN2860682Y中公開(kāi)了一種名稱為 "中間罐車四缸同步液壓升降裝置"的實(shí)用新型專利，具體為采用同步馬達(dá)的控制四個(gè)油缸 的流量實(shí)現(xiàn)油缸的同步，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)基本的中間罐車同步功能，但光靠液壓 元件很難實(shí)現(xiàn)精確的閉環(huán)控制，同時(shí)液壓馬達(dá)價(jià)格較貴，維護(hù)成本較高。
[0005] 2)采用調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)四個(gè)油缸同步：在CN10232888A中公開(kāi)了一種名稱為"液壓伺 服同步升降裝置及其控制方法"的發(fā)明專利，具體為比較任意兩個(gè)油缸的位移，當(dāng)偏差大于 第一偏差時(shí)，所有油缸停止運(yùn)動(dòng)；當(dāng)偏差小于第一偏差時(shí)，進(jìn)行下一步；第二步是比較各個(gè) 液壓缸與給定曲線的關(guān)系，當(dāng)偏差大于第二偏差時(shí)，改變油缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)速度；當(dāng)偏差小 于第二偏差時(shí)，保持現(xiàn)有的速度。該方法能夠在一定時(shí)間內(nèi)使油缸位移盡快跟隨給定曲線， 但沒(méi)有考慮在跟隨過(guò)程中各個(gè)油缸的同步性，因?yàn)榈诙降乃惴ㄖ卸际潜容^給定位移和反 饋位移的偏差，并沒(méi)有比較反饋位移偏差對(duì)各個(gè)油缸速度的影響。該專利還沒(méi)有考慮可能 存在的伺服閥零點(diǎn)漂移問(wèn)題，在系統(tǒng)快速響應(yīng)和成本方面還可以進(jìn)一步改進(jìn)。
[0006] 由上可知，在連鑄中間罐車平臺(tái)升降系統(tǒng)中還存在設(shè)備維護(hù)成本高，控制精度不 高，系統(tǒng)響應(yīng)速度不快等問(wèn)題，對(duì)中間罐車的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能有不利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方 法及裝置，該方法和裝置在控制回路中設(shè)置死區(qū)補(bǔ)償器、單缸偏差控制器和同步偏差平衡 器，用于提高控制精度，加快響應(yīng)時(shí)間，降低系統(tǒng)成本，保證連鑄生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0009] 一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，包括以下步驟：步驟一：判斷 四個(gè)油缸對(duì)應(yīng)的比例閥死區(qū)，計(jì)算比例閥的死區(qū)補(bǔ)償量并輸出；步驟二：根據(jù)位置設(shè)定值 與位置實(shí)際值的偏差，計(jì)算單缸閉環(huán)控制量并輸出；步驟三：根據(jù)同步目標(biāo)值與位置實(shí)際 值的偏差，計(jì)算同步閉環(huán)控制量并輸出；步驟四：計(jì)算最終的控制量輸出給四個(gè)比例閥。
[0010] 進(jìn)一步，在步驟一中，判斷中間罐車升降平臺(tái)的四個(gè)油缸對(duì)應(yīng)的比例閥死區(qū)，計(jì)算 比例閥的死區(qū)補(bǔ)償量并輸出，具體步驟包括：
[0011] 1)當(dāng)中間罐車平臺(tái)上升時(shí)，給死區(qū)補(bǔ)償量賦上一次計(jì)算的初始值CVl(n)，如果是 第一次計(jì)算就賦初值〇 ;判斷油缸實(shí)際位置和速度的變化，按下列公式計(jì)算上升死區(qū)補(bǔ)償 量CVl(n+1)
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一：判斷四個(gè)油缸對(duì)應(yīng)的比例閥死區(qū)，計(jì)算比例閥的死區(qū)補(bǔ)償量并輸出； 步驟二：根據(jù)位置設(shè)定值與位置實(shí)際值的偏差，計(jì)算單缸閉環(huán)控制量并輸出； 步驟三：根據(jù)同步目標(biāo)值與位置實(shí)際值的偏差，計(jì)算同步閉環(huán)控制量并輸出； 步驟四：計(jì)算最終的控制量輸出給四個(gè)比例閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，其特征在 于：在步驟一中，判斷中間罐車升降平臺(tái)的四個(gè)油缸對(duì)應(yīng)的比例閥死區(qū)，計(jì)算比例閥的死區(qū) 補(bǔ)償量并輸出，具體步驟包括： 1) 當(dāng)中間罐車平臺(tái)上升時(shí)，給死區(qū)補(bǔ)償量賦上一次計(jì)算的初始值CVl (η)，如果是第 一次計(jì)算就賦初值〇 ;判斷油缸實(shí)際位置和速度的變化，按下列公式計(jì)算上升死區(qū)補(bǔ)償量 CVl (η+1)
其中CVl (η+1)是下一個(gè)時(shí)刻的比例閥死區(qū)補(bǔ)償量，CVl (η)是該時(shí)刻的比例閥死區(qū)補(bǔ) 償量，Ku是上升補(bǔ)償調(diào)節(jié)系數(shù)，且Ku >0，Step是比例閥閥芯增量步長(zhǎng)，Vt是中間罐車升降 平臺(tái)單個(gè)油缸活塞桿的移動(dòng)速度，Vl是死區(qū)補(bǔ)償最小速度值，V2是死區(qū)補(bǔ)償最大速度值； 2) 當(dāng)中間罐車平臺(tái)下降時(shí)，給死區(qū)補(bǔ)償量賦上一次計(jì)算的初始值CVl (η)，如果是第 一次計(jì)算就賦初值〇 ;判斷油缸實(shí)際位置和速度的變化，按下列公式計(jì)算下降死區(qū)補(bǔ)償量 CVl (η+1)
其中CVl (η+1)是下一個(gè)時(shí)刻的比例閥死區(qū)補(bǔ)償量，CVl (η)是該時(shí)刻的比例閥死區(qū)補(bǔ) 償量，Kd是下降補(bǔ)償調(diào)節(jié)系數(shù)，且Kd >0，Step是比例閥閥芯增量步長(zhǎng)，Vt是中間罐車升降 平臺(tái)單個(gè)油缸活塞桿的移動(dòng)速度，Vl是死區(qū)補(bǔ)償最小速度值，V2是死區(qū)補(bǔ)償最大速度值； 通過(guò)步驟1)和步驟2)在短時(shí)間內(nèi)獲得比例閥的死區(qū)補(bǔ)償量；在未投入位置閉環(huán)時(shí)，持 續(xù)計(jì)算比例閥的死區(qū)補(bǔ)償量；在投入位置閉環(huán)時(shí)，不進(jìn)行補(bǔ)償量的計(jì)算，該數(shù)值保持上一次 的計(jì)算值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，其特征在 于：在步驟二中，根據(jù)位置設(shè)定值和實(shí)際位置值的偏差，計(jì)算單缸閉環(huán)控制量并輸出，具體 包括： 1) 對(duì)位置設(shè)定值進(jìn)行斜坡化處理，防止由于位置設(shè)定值的階躍變化導(dǎo)致的積分飽和； 2) 計(jì)算位置設(shè)定值SP與實(shí)際位置值PV的偏差Λ e = SP-PV，送入單缸偏差控制器，該 控制器是位置式PI控制器，計(jì)算公式為： υ
其中u(t)是PI控制器的輸出，Kp是單缸偏差控制器的比例系數(shù)，Ae(t)是單缸實(shí)時(shí) 偏差值，Ti是單缸偏差控制器的積分時(shí)間； 3)當(dāng)偏差A(yù)e > Sl時(shí)，單缸偏差控制器的控制量輸出CV2 = u⑴；當(dāng)偏差A(yù)e彡Sl 時(shí)，單缸偏差控制器的控制量輸出CV2保持當(dāng)前的輸出，其中Sl是單缸閉環(huán)的精度系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，其特征在 于：在步驟三中，根據(jù)同步目標(biāo)值和實(shí)際位置值