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第1章 液压系统1

1.1 轧机液压控制系统1

1.2 轧机厚度控制技术发展1

1.3 轧机机型演变2

1.3.1 液压弯辊2

1.3.2 轧辊冷却控制3

1.3.3 双阶梯支撑辊3

1.3.4 HC轧机和UC轧机4

1.3.5 VC轧机5

1.3.6 CVC轧机6

1.3.7 PC轧机7

1.3.8 DSR动态板形辊7

1.3.9 锥形工作辊横移技术8

1.4 传动形式9

1.5 液压传动10

1.6 液压系统组成11

1.7 液压伺服系统13

1.8 液压传动系统设计16

1.8.1 明确设计要求进行工况分析17

1.8.2 确定液压系统主要参数21

1.8.3 制定基本方案和绘制液压系统图25

1.8.4 液压元件的选择27

1.8.5 液压系统性能验算32

1.8.6 设计液压装置、绘制正式工作图和编写技术文件38

1.9 常用检测元件39

1.9.1 压力继电器39

1.9.2 接近开关41

第2章 液压伺服系统43

2.1 电液伺服阀结构组成43

2.2 电液伺服阀分类43

2.2.1 按阀结构分类43

2.2.2 按电－机械转换器类型分类46

2.2.3 按先导阀结构分类49

2.2.4 按输出量分类52

2.2.5 按阀内部反馈信号分类53

2.3 液压流体力学54

2.3.1 液压流体的流动状态54

2.3.2 液压流体基本方程57

2.3.3 流速和压力损失计算61

2.3.4 圆柱形节流孔流量压力方程63

2.3.5 液动力65

2.4 伺服阀特性67

2.4.1 圆柱滑阀的特性67

2.4.2 伺服阀静态特性68

2.4.3 液压缸连续性方程72

2.4.4 液压缸和负载的力平衡方程73

2.4.5 伺服阀动态特性73

2.4.6 伺服阀效率77

2.4.7 零漂和零偏补偿77

2.5 液压伺服系统设计79

2.5.1 分析整理所需要的设计参数——明确设计要求79

2.5.2 拟定控制方案——绘制控制系统原理图80

2.5.3 确定动力元件参数和动特性80

2.5.4 其他元件选择和动态特性确定84

2.5.5 确定系统开环传递函数85

2.5.6 稳定性分析88

2.5.7 动静态品质分析88

2.5.8 控制系统的校正92

2.5.9 设计实例96

第3章 冷轧机辊缝液压伺服控制系统104

3.1 冷轧机辊缝液压伺服控制系统组成104

3.2 位置控制和轧制力控制105

3.2.1 位置控制系统的阶跃响应106

3.2.2 轧制力控制系统的阶跃响应111

3.3 伺服阀流量增益115

3.4 伺服阀动特性分析116

3.5 非线性补偿117

3.6 非线性特性分析119

3.7 双侧辊缝系统动特性122

3.8 轧辊位置倾斜和轧制力差的解耦控制123

3.8.1 冷轧机辊缝位置倾斜控制和轧制力控制123

3.8.2 轧辊位置倾斜和轧制力差的解耦理论分析126

3.8.3 迭代计算127

3.8.4 轧制力差值计算127

3.8.5 模型在线自适应修正129

3.8.6 结果与分析130

3.9 辊缝控制系统135

3.10 油压传感器139

3.11 轧制力测量141

3.12 辊缝位置测量143

3.13 辊缝缸的结构设计148

第4章 冷轧机弯辊液压伺服控制系统153

4.1 工作辊弯辊液压系统154

4.2 工作辊弯辊系统动特性155

4.2.1 轧机工作辊弯辊缸配置形式155

4.2.2 工作辊弯辊控制系统组成157

4.2.3 管道的动特性158

4.2.4 弯辊缸和负载的动态平衡方程160

4.2.5 工作辊弯辊系统动特性分析160

4.2.6 工作辊弯辊系统的阶跃响应161

4.2.7 工作辊弯辊力设定计算164

4.3 工作辊非对称弯辊165

4.3.1 工作辊非对称弯辊液压系统实现165

4.3.2 工作辊非对称弯辊控制非对称板形缺陷170

4.3.3 工作辊非对称弯辊基本原理172

4.3.4 冷轧机工作辊非对称弯辊板形控制理论分析174

4.3.5 计算结果分析及实际应用效果176

4.4 工作辊弯辊无扰切换180

4.5 中间辊弯辊液压系统182

4.6 中间辊弯辊系统动特性183

4.6.1 中间辊弯辊原理184

4.6.2 中间辊弯辊系统阶跃响应186

4.6.3 中间辊弯辊力设定计算188

4.7 中间辊非对称弯辊189

4.7.1 中间辊非对称弯辊基本原理和系统实现190

4.7.2 中间辊非对称弯辊板形控制理论分析191

4.7.3 计算结果分析及实际应用效果194

4.8 弯辊控制系统196

4.8.1 弯辊控制系统组成196

4.8.2 控制模式与设定值处理197

4.8.3 动态限幅199

4.8.4 轧制力补偿控制201

4.8.5 工作辊横移补偿控制202

4.9 支撑辊平衡液压系统203

第5章 冷轧机窜辊液压伺服控制系统204

5.1 工作辊窜辊液压系统204

5.2 工作辊窜辊轴向力206

5.2.1 中间辊对工作辊的轴向阻力206

5.2.2 带钢对工作辊的轴向阻力209

5.3 工作辊动态变规格窜动215

5.4 工作辊窜动速度动态设定219

5.5 工作辊窜辊对板形的影响223

5.6 工作辊辊形曲225

5.6.1 单锥度工作辊辊形曲线设计原则226

5.6.2 单锥度工作辊结构及功能226

5.6.3 平辊段226

5.6.4 边部减薄控制段227

5.6.5 单锥度工作辊辊形详细设计232

5.7 工作辊窜辊控制系统235

5.8 中间辊窜辊液压伺服控制系统241

5.9 中间辊窜辊同步超差控制技术245

5.10 中间辊窜辊设定值计算249

第6章 冷轧机辅助液压系统251

6.1 伺服系统液压站和辅助系统液压站251

6.2 带钢跑偏控制装置256

6.3 人口辅助液压设备262

6.3.1 张力辊压辊262

6.3.2 纠偏辊压辊264

6.3.3 带钢夹紧装置264

6.3.4 分切剪265

6.3.5 带钢对中装置266

6.3.6 机架入口带钢夹紧装置266

6.3.7 三辊稳定辊267

6.4 机架辅助液压设备269

6.4.1 上工作辊和上中间辊轨道升降269

6.4.2 轧制线调整装置270

6.4.3 轧辊轴向锁紧装置272

6.4.4 支撑辊侧推273

6.5 架间液压设备274

6.5.1 工作辊防缠274

6.5.2 挡辊274

6.5.3 带钢吹扫装置摆动导板升降275

6.5.4 带钢夹紧装置276

6.6 换辊装置277

6.6.1 工作辊和中间辊换辊过程277

6.6.2 支撑辊换辊过程278

6.6.3 中间辊窜辊锁紧279

6.6.4 工作辊接轴支撑281

6.6.5 支撑辊换辊装置281

6.6.6 盖板升降装置282

6.6.7 工作辊和中间辊换辊装置锁紧282

6.6.8 工作辊和中间辊换辊横移装置283

6.6.9 工作辊和中间辊换辊装置轧辊锁紧284

6.7 出口液压设备285

6.7.1 下夹送辊升降286

6.7.2 飞剪横移和锁紧286

6.7.3 卷取机止动和夹紧装置286

6.7.4 卷取机卷筒涨缩径289

6.7.5 卷取机卷筒支撑290

6.7.6 卷取机压辊291

6.7.7 皮带助卷器升降292

6.7.8 卸卷小车292

6.7.9 步进梁升降和横移295

第7章 轧机标定297

第8章 液压伺服系统Simulink仿真303

8.1 MATLAB仿真工具软件Simulink简介303

8.2 单侧液压辊缝位置闭环系统动态分析304

8.2.1 PI校正306

8.2.2 系统的静态误差308

8.3 基于MATLAB/Simulink单侧液压辊缝位置闭环系统动态分析308

8.3.1 液压缸内部泄漏系数对液压辊缝位置闭环系统动态性能的影响311

8.3.2 液压缸初始行程对液压辊缝位置闭环系统动态性能的影响314

8.4 单机架液压HGC系统模拟319

8.5 前馈AGC模拟分析324

8.6 监控AGC模拟分析326

第9章 基于神经网络的自适应PID控制329

9.1 PID控制原理329

9.1.1 模拟PID控制原理329

9.1.2 数字PID控制算法330

9.2 神经网络PID控制331

9.2.1 神经网络辨识器332

9.2.2 神经网络PID控制器333

9.3 基于神经网络自适应PID控制的模拟334

9.3.1 隐层神经元数的确定334

9.3.2 基于神经网络自适应PID控制的前馈AGC模拟335

参考文献338