CN113770177A - 一种快速精确的位置控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种快速精确的位置控制方法，涉及工业控制技术领域。该快速精确的位置控制方法，该方法用于三辊定心装置中的毛管位控制阶段，该方法通过改变参数PI来控制三辊导向装置中毛管位控制快速响应和减少稳态误差。本发明设计的控制方法克服了实用传统P I控制过程中难以兼顾响应时间短、稳态误差小的不足，满足了实际使用过程中快速精确的位置控制要求，进一步提高了工业生产的工作效率，具有极好的实践功效。

Description

一种快速精确的位置控制方法
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，具体为一种快速精确的位置控制方法。
背景技术
三辊导向装置是无缝钢管厂穿孔机的关键设备，在轧件轧制前和轧制过程中，导向装置在顶杆位时，抱紧和固定顶杆。三辊定心的工作周期分为毛管位,顶杆位,毛管位和打开位四个阶段。
毛管位阶段:在自动模式下,当穿孔机后台检测到没有毛管时,三辑定心装置打到毛管位,然后顶杆小车开到轧制位,小车到达轧制位并锁定以后,进入顶杆位阶段；
顶杆位阶段:在该阶段,三棍定心从毛管位到顶杆位,抱紧顶杆,为顶杆穿料作好准备。坯料在轧制过程,边旋转边顺着轧制中心线向穿孔后台前进,当毛管被安装在导向辑前热金属检测仪检测到，进入毛管位阶段；
毛管位阶段:在每个三辑定心装置前,安装两个热金属检测仪,相互备用,任—热金属仪检测到信号且主轧机有咬钢信号,导向辑将从顶杆位到毛管位，对毛管进行导向；在主轧机咬钢信号消失后,打开位阶段；
打开位阶段:在该阶段，所有的导向辑全部打开,以便毛管运送到连轧区域,然后到下一个工作周期。
为保证成材率和轧制过程的设备安全，导向装置的位置控制对控制性能有特殊的要求，尤其在毛管位控制时，目前采用定参数PI控制，响应时间和稳态误差很难满足控制需要，有可能造成毛管撞击导向辊或影响毛管的外形尺寸。
综上所述，单独使用的定参数PI控制方式，容易造成毛管撞击导向辊或影响毛管的外形尺寸，即主要是位置控制精度不能满足要求，从而针对导向装置的位置控制，一种满足响应时间短、稳态误差小的位置控制方法显得十分重要。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种快速精确的位置控制方法，解决了目前毛管位控制时采用定参数PI控制，响应时间和稳态误差很难满足控制需要的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种快速精确的位置控制方法，该方法用于三辊定心装置中的毛管位控制阶段，所述三辊定心装置包括三个导向辊、液压连接杆、液压油缸和高频响应比例阀，三个辊中每两个辗夹角是120°,三辊定心装置的几何中心点在轧制中心线上，采用高频响应比例阀控制液压油缸的行程，油缸通过液压连接杆连接导向辊,从而达到控制导向辊位置的目的，该方法通过改变参数PI来控制三辊导向装置中毛管位控制快速响应和减少稳态误差，其变参数PI控制的输出和输入之间的关系方程为：
Figure BDA0003174023300000021
上式中μ(kT)是比例阀的开度，KP是比例系数，e(kT)是油缸的设定值和实际值的差值，T是程序的扫描周期，TI是积分时间，k是位置控制激活后程序执行的次数。
优选的，所述KP的改变关系方程为：
Figure BDA0003174023300000022
当e(kT)大于等于窗户值PosTol时，KP的值是SlowKlin，当e(kT)小于窗户值PosTol时，KP的值是KpGain。
优选的，所述PosTol值的大小是顶杆位和毛管位的差值10％～15％左右，在不同的现场的PosTol值需要调整。
(三)有益效果
本发明提供了一种快速精确的位置控制方法。具备以下有益效果：
本发明提供了快速精确的位置控制方法，适用于用于三辊定心装置中的毛管位控制阶段，通过在控制过程中调节变比例参数，克服了实用传统PI控制过程中难以兼顾响应时间短、稳态误差小的不足，满足了实际使用过程中快速精确的位置控制要求，进一步提高了工业生产的工作效率，具有极好的实践功效。
附图说明
图1为三辊定心装置位置控制示意图；
图2为三辊定心装置负反馈控制系统图；
图3为本发明提出的实施例公开的位置响应曲线示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-3所示，本发明实施例提供一种快速精确的位置控制方法，该方法用于三辊定心装置中的毛管位控制阶段，三辊定心装置包括三个导向辊、液压连接杆、液压油缸和高频响应比例阀，三个辊中每两个辗夹角是120°,三辊定心装置的几何中心点在轧制中心线上，如图1所示，采用高频响应比例阀控制液压油缸的行程，油缸通过液压连接杆连接导向辊,从而达到控制导向辊位置的目的，其位置的负反馈示意如图2所示，该方法通过改变参数P I来控制三辊导向装置中毛管位控制快速响应和减少稳态误差，其变参数PI控制的输出和输入之间的关系方程为：
Figure BDA0003174023300000041
上式中μ(kT)是比例阀的开度，KP是比例系数，e(kT)是油缸的设定值和实际值的差值，T是程序的扫描周期，TI是积分时间，k是位置控制激活后程序执行的次数，由于从顶杆位到毛管位的位置控制要求动态响应时间短,控制精度高,在控制中以变比例参数调节为主,KP的改变关系方程为：
Figure BDA0003174023300000042
当e(kT)大于等于窗户值PosTol时，KP的值是SlowKlin，当e(kT)小于窗户值PosTol时，KP的值是KpGain，PosTol值的大小是顶杆位和毛管位的差值10％～15％左右。
将此位置控制方法用于某无缝钢管厂穿孔机的用于三辊导向装置，代替原来的普通PI控制方法，控制中以变比例参数调节为主，如下方程所示：
Figure BDA0003174023300000043
当e(kT)大于等于窗户值PosTol时，KP的值是SlowKlin，当e(kT)小于窗户值PosTol时，KP的值是KpGain，值的大小是顶杆位和毛管位的差值10％～15％左右，在不同的现场的PosTol值需要调整PosTol是10mm，KpGain值是0.8，SlowKlin值是1.4，积分时间TI值是10s，积分限幅值是±10％，程序扫描周期T是20ms。
采用这样变参数控制，位置响应曲线如图3所示，导向辊从顶杆位油缸的位置是174.85mm到毛管位的油缸参考位118.5mm，响应时间0.663秒，稳态误差小于0.5mm；满足响应时间小于1秒，稳态误差小于1mm的控制要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种快速精确的位置控制方法，其特征在于：该方法提出三辊定心装置，所述三辊定心装置包括三个导向辑、液压连接杆、液压油缸和高频响应比例阀，三个辊中每两个辗夹角是120°,三辊定心装置的几何中心点在轧制中心线上，采用高频响应比例阀控制液压油缸的行程，油缸通过液压连接杆连接导向辊,从而达到控制导向辊位置的目的，该方法通过改变参数PI来控制三辊导向装置中毛管位控制快速响应和减少稳态误差，其变参数PI控制的输出和输入之间的关系方程为：
Figure FDA0003174023290000011
上式中μ(kT)是比例阀的开度，KP是比例系数，e(kT)是油缸的设定值和实际值的差值，T是程序的扫描周期，TI是积分时间，k是位置控制激活后程序执行的次数。
2.根据权利要求1所述的一种快速精确的位置控制方法，其特征在于：所述KP的改变关系方程为：
Figure FDA0003174023290000012
当e(kT)大于等于窗户值PosTol时，KP的值是SlowKlin，当e(kT)小于窗户值PosTol时，KP的值是KpGain。
3.根据权利要求2所述的一种快速精确的位置控制方法，其特征在于：所述PosTol值的大小是顶杆位和毛管位的差值10％～15％左右，在不同的现场的PosTol值需要调整。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115069787A (zh) * 2022-07-27 2022-09-20 承德建龙特殊钢有限公司 一种激光识别吊运的无缝钢管生产系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05212410A (ja) * 1992-02-07 1993-08-24 Nisshin Steel Co Ltd ステンレス鋼帯用の一連の連続焼鈍及び脱スケール装置に後続配設される冷間圧延設備
RU2031750C1 (ru) * 1992-07-21 1995-03-27 Акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" Центрователь трубопрокатного стана
RU2040350C1 (ru) * 1993-07-12 1995-07-25 Акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" Трехроликовый центрователь трубопрокатного стана
CN2864770Y (zh) * 2006-01-26 2007-01-31 天津隆威液压工程技术开发有限公司 一种高精度位置控制系统
CN101664763A (zh) * 2008-09-05 2010-03-10 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种三辊导向装置的标定方法
CN201776291U (zh) * 2010-06-25 2011-03-30 宝山钢铁股份有限公司 一种稳定穿孔机轧制中心线的控制系统
CN112496042A (zh) * 2020-12-16 2021-03-16 太原通泽重工有限公司 高精度定位的三辊定心装置及其定位调整方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05212410A (ja) * 1992-02-07 1993-08-24 Nisshin Steel Co Ltd ステンレス鋼帯用の一連の連続焼鈍及び脱スケール装置に後続配設される冷間圧延設備
RU2031750C1 (ru) * 1992-07-21 1995-03-27 Акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" Центрователь трубопрокатного стана
RU2040350C1 (ru) * 1993-07-12 1995-07-25 Акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" Трехроликовый центрователь трубопрокатного стана
CN2864770Y (zh) * 2006-01-26 2007-01-31 天津隆威液压工程技术开发有限公司 一种高精度位置控制系统
CN101664763A (zh) * 2008-09-05 2010-03-10 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种三辊导向装置的标定方法
CN201776291U (zh) * 2010-06-25 2011-03-30 宝山钢铁股份有限公司 一种稳定穿孔机轧制中心线的控制系统
CN112496042A (zh) * 2020-12-16 2021-03-16 太原通泽重工有限公司 高精度定位的三辊定心装置及其定位调整方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李恩学;: "穿孔机三辊定心位置控制方法的应用", 冶金动力, no. 02, pages 54 - 57 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115069787A (zh) * 2022-07-27 2022-09-20 承德建龙特殊钢有限公司 一种激光识别吊运的无缝钢管生产系统

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