Файл: Филатов, А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки.pdf

Решение приведенной системы существенно нелиней­ ных дифференциальных уравнений представляет значи­ тельные трудности даже при использовании вычисли­ тельных машин. По нашему мнению, наиболее досто­ верные результаты при исследовании подобных систем автоматического регулирования можно получить при совмещении методов математического и физического моделирования. Именно при «сопряжении» реального регулятора с математической моделью объекта уда­ ется наиболее полно использовать преимущества обоих методов.

В качестве реального регулятора при исследоват нии использовалась САРТ промышленного исполнения, предназначенная для типового четырехвалкового стана

регулятора толщины вытекают из требований техноло­ гии прокатки тонкой и тончайшей лент и полос. Необ­ ходимо показать, в какой мере дискретный регулятор толщины удовлетворяет поставленным требованиям. Ис­ следование на аналоговой вычислительной машине со­ стояло из нескольких этапов

На первом этапе определяли частотные характерис­ тики САРТ применительно к конкретным условиям ра­ боты стана, на котором микрометры установлены не-

i Исследование на АВМ проходило при участии инж. В. Я- Сер­ геева.

287

ны полосы при повороте ротора шагового двигателя па

ра использовали два критерия для оценки качества про­ цесса регулирования. В первом случае это делилось по

по отношению площадей, ограниченных осью абсцисс и кривыми Ah0=f(t) и Ah=f(t) на участке полосы / п =

= 7-П-

заниженные сведения о возможностях данной системы 'автоматического регулирования.

Наиболее наглядно это будет видно из приведенных ниже частотных характеристик. Интегральный метод оценки качества процесса регулирования является более объективным, хотя и весьма громоздким. Нетрудно ви­ деть, что площадь, ограниченная указанными кривыми, пропорциональна массе металла, обусловленной разнотолщинностью. Чем меньше будет эта площадь, тем большее количество ленты дополнительно будет получе­ но за счет снижения допусков.

Реверсивные станы холодной прокатки в силу техно­ логических особенностей выпускают готовую продукцию после 3—7 пропусков, в каждом из которых происходит обжатие металла. Следовательно, в соответствии с об­ щей степенью обжатия меняются амплитуда и период изменения разиотолщинности подката. Отсюда можно сделать вывод, что нет необходимости проектировать регулятор толщины таким образом, чтобы уже в первом проходе обеспечить получение ленты с минимальными

288

допусками. Можно эту задачу решить постепенно за первые 2—3 прохода. Последние проходы следует ис­ пользовать только для устранения возмущающих воз­ действии, появляющихся в самом стане.

Если принять во внимание, что допуски на тончай­ шую ленту составляют примерно ± 5 % от номинального размера, а относительный коэффициент выравнивания клети примерно равен единице, то становится очевид­ ным, что в случае устранения регулятором наследствен­ ной разнотолщиниости в первых проходах с точностью не­ хуже 3—4% от номинального размера в дальнейшем можно получить продукцию нужного качества

4. АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛЯТОРА

Частотные характеристики дискретного регулятора толщины, полученные в результате обработки результа­ тов исследования на аналоговой вычислительной маши­ не, приведены на рис. 146, 147.

Характеристики получены при следующих значениях

равляющих импульсов ШД /ш.'д=Ю0 шагов/с, зона не­ чувствительности ± 6 мкм; дискретность изменения тол­ щины полосы Dn=2 мкм/шаг; расстояние от микромет­ ра до оси валков / л . м = 1 м для кривых, расположенных слева и /л . м^Ьб м для кривых, расположенных справаВеличины параметров и диапазон их изменения выбра­ ны с учетом реальных значений, имеющих место на ста­ нах для прокатки тонкой и тончайшей лент и полос.

Кривые, приведенные на рис. 146, построены в коор­ динатах дАшах/Д/гошах; In, а кривые — рис. 147 в коорди­ натах 5д л / 5 д / ( о ; /п .

В первом случае по оси ординат записывались отно­ шения амплитудных значений кривых разнотолщиниос­ ти на выходе Д/гт ах и на входе А/готах (возмущение) системы. Во втором случае использовался интегральный критерий. По.осп ординат записывалось отношение пло­

290

Частотные характеристики, построенные при различ­ ных значениях коэффициента обратной связи по пере­ мещению ШД и0.с, выраженного в долях от дискрет­ ности изменения толщины полосы D„ мкм/шаг, ПОЗВОЛЯ­

ЛА/-^,,

ют решить ряд важных практических задач и наметить

что область рабочих частот регулятора в случае опре­ деления ее по амплитудно-частотным характеристикам получается заниженной на 15—20%.

Приведенные значения / в . п показывают, что разрабо­ танный регулятор толщины при работе на основных скоростях (vnp = 5—10 м/с) корректирует возмущения,

видным необходимость дальнейшего улучшения его час­ тотных характеристик.

Приведенные кривые показывают, что такие воз­ можности имеются. Для их реализации достаточно, не меняя структуры регулятора, уменьшить коэффициент обратной связи их по перемещению шагового двигателя в диапазоне Uox—1+0,5 D n . Область рабочих частот САРТ в этом случае расширяется на 30—50%. При экс­ плуатации регулятора следует иметь в виду и то, что на станах по мере обжатия металла происходит его упроч­ нение. Дискретность изменения толщины полосы при по­ вороте ротора ШД на один шаг уменьшается. Следова­ тельно, в силу технологических особенностей холодной прокатки происходит автоматическое увеличение коэф­

292