專利名稱：實現(xiàn)結(jié)晶器振動液壓缸同步的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到ー種液壓缸位置同步的控制裝置。
背景技術(shù)：
結(jié)晶器液壓振動裝置的液壓部分主要由左右兩個對稱且可以互換的液壓缸組成，當(dāng)兩個液壓缸動作時，由于油路、液壓缸、伺服閥和負(fù)載的差異性，勢必會造成兩個缸的位置誤差，即不同步現(xiàn)象，會因為兩液壓缸的不平衡引起的結(jié)晶器水平傾斜。為此，不僅要對每臺液壓缸進(jìn)行精確的閉環(huán)控制，同時還必須對兩臺液壓缸的運動進(jìn)行同步的控制，常用的主從控制方案，存在諸如同步精度差，動態(tài)響應(yīng)慢等缺點。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供ー種同步控制方法，該方法能夠保證結(jié)晶 器振動裝置的左右兩缸位置偏差和振幅偏差在允許范圍之內(nèi)。避免振動過程中由于兩缸的不平衡引起的結(jié)晶器水平傾斜。保證整個結(jié)晶器振動裝置平穩(wěn)、安全的運行。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為ー種實現(xiàn)結(jié)晶器振動液壓缸同步的控制裝置，包括第一、第二液壓缸，在第一、第二液壓缸上分別連接有位移傳感器和閉環(huán)回路控制器，閉環(huán)控制器根據(jù)液壓缸位置設(shè)定值和液壓缸實際位置反饋值計算出ー個輸出伺服閥開度的設(shè)定值，伺服閥根據(jù)該設(shè)定值作閥芯移動，便會引起液壓缸的運動，位移傳感器又將實際位置反饋給閉環(huán)控制器，形成一個閉環(huán)回路。本實用新型具有以下主要優(yōu)點I、大幅度的減小兩臺液壓缸因為油路、液壓缸、伺服閥及負(fù)載的差異性導(dǎo)致的位置偏差，避免振動過程中由于兩杠的不平衡引起的結(jié)晶器水平傾斜。保證整個結(jié)晶器振動裝置平穩(wěn)、安全的運行；2、不需要進(jìn)行主從缸選擇，避免了因為主缸選擇不恰當(dāng)導(dǎo)致的整體運動受到約束的缺點；3、避免了主從控制方式下，因為從動裝置跟蹤主動裝置具有延時性而產(chǎn)生的同步
誤差;4、由于國家經(jīng)濟的發(fā)展，對連鑄的技術(shù)水平和當(dāng)今的自主化國產(chǎn)化的的更高要求，因此本控制方案具有廣闊的市場前景。綜上所述，本實用新型具有同步精度高，系統(tǒng)穩(wěn)定性好的優(yōu)點，能保證結(jié)晶器振動裝置平穩(wěn)、安全的運行。有效地解決了結(jié)晶器振動裝置的兩臺液壓缸因為油路、液壓缸、伺服閥及負(fù)載的差異性導(dǎo)致兩缸不同步問題，克服了傳統(tǒng)主從同步方案同步精度差，跟蹤精度低的缺點。

[0012]圖I為本實用新型采用的同步控制方式的控制原理圖；圖2為本實用新型采用的同步控制方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是本實用新型區(qū)別與傳統(tǒng)的主從控制方式，即只給主缸發(fā)控制信號，從缸以主缸的位置作為動作目標(biāo)的主從方法。采取不分主從，不斷同時調(diào)整每臺液壓缸位置設(shè)定值的方式實現(xiàn)兩臺液壓缸的同步運動，其主要步驟為I.根據(jù)參考振幅和兩臺液壓缸的實際振幅來計算液壓缸的振幅設(shè)定值；2.根據(jù)步驟I中計算得到的振幅設(shè)定值和兩臺液壓缸實際位置來計算液壓缸的位置設(shè)定值；·3.測量液壓缸實際位置和實際振幅值并轉(zhuǎn)入步驟I。液壓缸的本周期的振幅設(shè)定值是結(jié)合上個周期的實際振幅，根據(jù)下面函數(shù)計算出來的
(Ir I、Aref\ERcyn _ 1I ^_1|Aactcyll(U) = \Syn(k-I)(I)
Aef\ERcyl\ _ l| く \ERcyl2 ~ l|
Aef\ERcyl\ _ I卜 \ERcyl2 _ l|A (k) = \(2)
{Syn(k-l)Aref|^η-ι|<|^2-ι|Syn(k -1)=———--(3 )
ER抑(k _l)ER一(k-1)今n' ；(4)
Aetcynik-1)五ん2(ん-I)ぺ—'Ο;(5)其中Aref為參考振幅值，Aref只與エ藝條件如當(dāng)前澆鑄鋼種、澆鑄速度等有夫，與具體設(shè)備和控制方式無關(guān)Asetcyll (k) ,Asetcyl2 (k)分別是第k個振動周期第一液壓缸和第二液壓缸的振幅設(shè)定值；Aactcyll (k) ,Aactcyl2 (k)分別是第k個振動周期第一液壓缸和第二液壓缸的振幅實際值；Syn(k)被定義為兩缸同步系數(shù)；ERcyll (k), ERcyl2 (k)被定義為第k個振動周期第一液壓缸和第二液壓缸的振幅誤差系數(shù)。每臺液壓缸的瞬時位置設(shè)定值是在振幅設(shè)定值經(jīng)過修正的基礎(chǔ)上根據(jù)下面函數(shù)計算出來的[0032]SPcyll = Acyll*SP_ASP (6)SPcyl2 = Acyl2*SP+ Δ SP (7)
-KmK * (PVcyll-PVcyl2) <-Km^SP = IK^(PVcyn-PVcyl2) -Km < K^PVcyll-PVcyl2) < Km(8)
KmK * (PVcyll-PVcyl2)^ Km其中，SPcyll, SPcyl2分別為第一、第二液壓缸位置設(shè)定值；SP為幅值為I的標(biāo)準(zhǔn)正弦或非正弦函數(shù)； Λ SP被定義為同步誤差補償信號；Km為同步補償極限值；K為同步補償增益；PVcyll, PVcyl2分別第一，第二液壓缸位置實際值。
以下結(jié)合附圖I和圖2及上述公式對本實用新型做進(jìn)ー步說明參見圖2，第一、第二液壓缸上都安裝有ー個位移傳感器，以測量液壓缸的實際位移，每個液壓缸都有ー套獨立的閉環(huán)控制器I、閉環(huán)控制器2，如圖I所示，以第一液壓缸為例，閉環(huán)控制算法根據(jù)第一液壓缸位置設(shè)定值SPct11和液壓缸實際位置反饋值PVct11計算出ー個輸出值，這個值就是伺服閥開度的設(shè)定值，伺服閥根據(jù)該值做閥芯移動，便會引起第一液壓缸的運動，位移傳感器又將實際位置反饋給閉環(huán)控制器1，這樣就形成一個閉環(huán)回路。在理想情況下，只要兩個液壓缸閉環(huán)回路的設(shè)定值SP相同，則兩者的實際位置值PV也相同。但是現(xiàn)實情況中，由于油路，伺服閥、液壓缸、負(fù)載的差異性，勢必會造成兩缸運動的不同歩；為了提高兩缸的的同步性，采用對設(shè)定值進(jìn)行相應(yīng)變化的方法，該方法包括對振幅設(shè)定值進(jìn)行變化和對振動瞬時設(shè)定值進(jìn)行變化兩個方面。公式(I) (5)針對兩個伺服閥液壓缸振幅出現(xiàn)較大偏差的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果把實際振幅大的液壓缸的的設(shè)定值減小或者把實際振幅小的液壓缸的設(shè)定值變大，便能夠動態(tài)地調(diào)整兩液壓缸的振幅最終達(dá)到兩液壓缸振幅相同的目的。當(dāng)初始狀態(tài)下，兩液壓缸同步系數(shù)為1，兩液壓缸振幅的設(shè)定值相等且等于參考設(shè)定值A(chǔ)Mf，假如此時由于外部原因，其中ー個液壓缸的振幅值突然加大了，這里以第一液壓缸振幅值變大為例，當(dāng)系統(tǒng)檢測到上Aac;tc;yll(k-1)變大后，計算得到ERct11 (k-1) > 1，由于第二液壓缸振幅未變，所以ERcyl2 (k-Ι) > 1，于是|ERcyll-l|彡ERcyl2-IU Syn(k-1) < 1，系統(tǒng)在本周期對振幅設(shè)定值A(chǔ)actcyll (k) ,Aactcyl2 (k)進(jìn)行重新計算，第二液壓缸的振幅設(shè)定值保持不變，第一液壓缸的振幅設(shè)定值減小，小于第二液壓缸的設(shè)定值，由于閉環(huán)控制的作用，第一液壓缸的實際振幅值會隨設(shè)定值的減小而減??；經(jīng)過幾個周期的調(diào)整，最終達(dá)到第一液壓缸的實際振幅與第二液壓缸相等的穩(wěn)定狀態(tài)，這樣就達(dá)到了同步的目的，只是此時第一液壓缸的設(shè)定振幅已經(jīng)不再與第二液壓缸相同了。假如第一液壓缸的實際振幅小于了參考值A(chǔ)Mf，則ERct11 (k-Ι) < I、
ERcyll-I彡ERcyl2-I USyn (k-1) > 1，第一液壓缸的振幅設(shè)定值會因為其實際振幅的減小而增大；而且實際值減小的越多，設(shè)定值増大的越多，最終也會進(jìn)入兩缸同步的穩(wěn)態(tài)；如果發(fā)生兩個液壓缸的振幅值同時増大或減小的情況，或者是ー個增大另一個減小的情況，則只會改變幅度相對較大缸的設(shè)定值，而變化幅度相對較小的缸的設(shè)定值將維持不變。而不是采取同時調(diào)整兩個缸的設(shè)定值的做法，因為后者雖然也能最終達(dá)到同步的目的，但是由于那樣對兩個缸的設(shè)定值都做了修改，會導(dǎo)致兩缸實際振幅與參考設(shè)定值會有較大差異。只修改變化幅度相對較大的缸的設(shè)定值的方法不僅可以達(dá)到同步的效果，還兼顧考慮了控制的精度，保證這樣的情況下實際振幅與參考振幅的最接近。公式(6) (8)根據(jù)ー個振動周期內(nèi)兩臺液壓缸的位置誤差來對每個缸的瞬時設(shè)定值作調(diào)整，以第一液壓缸超前第二液壓缸為例具體說明假如某ー時刻，第一液壓缸的位置超前了第二液壓缸，則ASP > 0，從而第一液壓缸的位置設(shè)定值就會適當(dāng)減小，第一液壓缸的速度會放慢，而第二液壓缸的位置設(shè)定值在原有基礎(chǔ)上會増大，速度増加，出現(xiàn)超前的的液壓缸的速度放慢，滯后的缸速度加快的情況，并且第一液壓缸超前于第二液壓缸的距離愈多大，第一液壓缸設(shè)定值就會減小的越多，速度減得更慢，第二液壓缸的設(shè)定值就會增加的越多，速度加的越快。滯后的缸會追趕超前的液壓缸，最終達(dá)到同步的目的。當(dāng)出現(xiàn)ー種極端情況，即第一液壓缸超前第二液壓缸太多，以至于兩者間的位置誤差超過了同步補償極限值Km，這時Λ SP取最大值，可以認(rèn)為第一液壓缸速度已經(jīng)降至最慢，第二液壓缸速度已經(jīng)提至最快，同步控制器的補償能力已經(jīng)完全達(dá)到極限，接下來只能通過每臺缸單獨的閉環(huán)控制回路去調(diào)節(jié)兩液壓缸的平衡，此時可以認(rèn)為兩液壓缸已經(jīng)出現(xiàn)失步，如果經(jīng)過 一段時間的調(diào)整。兩液壓缸誤差開始減小，則同步控制器又能繼續(xù)正常工作，系統(tǒng)重新回到動態(tài)的同步過程。如果經(jīng)過調(diào)整后，兩液壓缸位置偏差依然大于Km，則認(rèn)為是兩臺液壓缸已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的位置偏差的情況，這可能是由于液壓缸的機械故障，或者伺服閥損壞引起，應(yīng)根根據(jù)實際生產(chǎn)狀況，發(fā)出報警信號或者停機處理。本實用新型應(yīng)用的振動條件振動頻率40-400CPM振動行程0-12_；偏斜率0-0.45 ；液壓缸工作壓カ2O-25MPa。本實用新型經(jīng)過測試，可以達(dá)到以下的技術(shù)參數(shù)兩液壓缸振幅誤差< ±0. 6% ;兩液壓缸瞬時位置誤差< O. 1mm。
權(quán)利要求1.一種實現(xiàn)結(jié)晶器振動液壓缸同步的控制裝置，其特征是包括第一、第二液壓缸，在第一、第二液壓缸上分別連接有位移傳感器和閉環(huán)回路控制器，閉環(huán)控制器根據(jù)液壓缸位置設(shè)定值和液壓缸實際位置反饋值計算出一個輸出伺服閥開度的設(shè)定值，伺服閥根據(jù)該設(shè)定值作閥芯移動，便會引起液壓缸的運動，位移傳感器又將實際位置反饋給閉環(huán)控制器，形成一個閉環(huán)回路。
專利摘要本實用新型公開了一種實現(xiàn)結(jié)晶器振動液壓缸同步的控制裝置，包括第一、第二液壓缸，在第一、第二液壓缸上分別連接有位移傳感器和閉環(huán)回路控制器，閉環(huán)控制器根據(jù)液壓缸位置設(shè)定值和液壓缸實際位置反饋值計算出一個輸出伺服閥開度的設(shè)定值，伺服閥根據(jù)該設(shè)定值作閥芯移動，便會引起液壓缸的運動，位移傳感器又將實際位置反饋給閉環(huán)控制器，形成一個閉環(huán)回路。本裝置大幅度的減小兩臺液壓缸因為油路、液壓缸、伺服閥及負(fù)載的差異性導(dǎo)致的位置偏差，避免振動過程中由于兩杠的不平衡引起的結(jié)晶器水平傾斜。保證整個結(jié)晶器振動裝置平穩(wěn)、安全的運行。
文檔編號F15B11/22GK202531551SQ20122005994
公開日2012年11月14日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者蔡煒 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司