Разработка и исследование системы управления нестационарными режимами многосвязной системы главных электроприводов непрерывного трубного прокатного стана

• Автор: Сусенко, Олег Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 220 с.

1. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ НЕПРЕРЫВНЫХ СПРАВОЧНЫХ ТРУБНЫХ СТАНОВ
1.1 Особенности электроприводов непрерывного трубного оправочного стана и процесса непрерывной прокатки труб
1.2. Существующие решения по построению систем управления главными электроприводами непрерывных трубных станов
1.3. Постановка задач исследований
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НЕПРЕРЫВНОГО ТРУБНОГО ОПРАВОЧНОГО СТАНА, КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
2.1. Математическое описание процесса прокатки в одной клети
2.2. Комплексная модель объекта управления
2.3. Аппроксимация уравнений модели объекта управления
2.4. Линеаризация модели и векторно-матричная форма записи уравнений модели
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Проверка адекватности одноклетевой модели
3.2. Регистрация и обработка процессов электроприводов стана
3.3. Проверка адекватности модели объекта управления по данным системы мониторинга
4. РАЗРАБОТКА МНОГОМЕРНОЙ СИСТЕМЫ СОГЛАСОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ СТАНА
4.1. Исследование существующей системы управления электроприводами стана
4.2. Требования к электроприводам стана. Функциональная схема многомерной СУЭП
4.3. Компенсация перекрестных связей объекта управления
4.4. Управление статическими режимами электроприводов с учетом нестационарное объекта управления
4.5. Формирование динамических режимов электроприводов стана
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Система мониторинга непрерывного стана агрегата ТПА
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Справка о внедрении результатов диссертационной работы
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ДИ - двукратно интегрирующая;
ДМС - датчик момента сопротивления;
ЗС - задание на скорость;
ЛКВ - логарифмический коэффициент вытяжки;
МНК - метод наименьших квадратов;
МВ - момент времени выброса;
МОД - металл в очаге деформации;
М3 - момент времени захвата;
МС - момент сопротивления;
МХ - механическая характеристика;
НРС - нелинейный регулятор скорости;
НТОС - непрерывный трубный оправочный стан;
ОД - очаг деформации;
ОМД - обработка металлов давлением;
ОМС - обратная связь по моменту сопротивления;
ОУ - объект управления;
ПНТЗ - Первоуральский новотрубный завод;
ПИ - пропорционально-интегральный;
ПК - персональный компьютер;
ПКС - положение критического сечения;
РС - регулятор скорости;
САР - система автоматического регулирования;
СВ - силы взаимодействия;
СКРУ - система косвенного регулирования межклетевых усилий; СМ - система мониторинга;
СТЗ - Синарский трубный завод;
СУЭП - система управления электроприводом;
СЧ - силовая часть;

(2.13)

Здесь слагаемое Nro* - это мощность сил воздействия других клетей на оправку, ANm - мощность потерь, вызванных трением.
Д) Мощность сил на задней границе МОД:

Здесь величины Ид и N0 - мощности сил взаимодействия.
Поскольку поле скоростей содержит один варьируемый параметр ЛКВ, можно записать вариационное уравнение минимума полной мощности в виде:
2-(Ы1 + П2 - ДКГ - ДМт - М3т - - М0) = О. (2.16)

Отметим, что при решении уравнения (2.16) все другие переменные, кроме ЛКВ, считаются постоянными параметрами. На каждом шаге решения полной системы уравнений их значения уточняются.
Закон сохранения энергии для МОД записывается как уравнение баланса мощностей всех внешних и внутренних сил:
(2.17)
В установившемся режиме крутящий момент на валках равен моменту сил сопротивления, приложенных к их рабочим поверхностям (моменту сопротивления клети):

В установившемся режиме внешняя сила, приложенная к оправке, уравновешивается суммарной силой трения с МОД рассматриваемой клети. Скорость оправки находится из уравнения равновесия оправки, которое