基于智能控制的直進(jìn)式拉絲機控制系統(tǒng)

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1、基于智能控制的直進(jìn)式拉絲機控制系統(tǒng)趙　濤　周紹英　解　侖　李崇堅摘　要　針對直進(jìn)式拉絲機的特點，設(shè)計研制了智能控制器，保持拉絲機拉拔過程中的反拉力恒定。結(jié)果表明，該系統(tǒng)能有效抑制反拉力的波動，實時檢測出拉模的磨損。關(guān)鍵詞　直進(jìn)式拉絲機智能控制器反拉力Thecontrolsystembasedonintelligentcontrolforstraight-wiredrawingmachineXieLunLiChongjian(AutomationResearchInstituteofMMI)ZhaoTaoZhouShaoyin

2、g(InformationEngineeringCollege,UniversityofScienceandTechnologyBeijingBeijing100083)　　AbstractIntelligentcontrollerbasedonthecharacteristicsofstraightwiredrawingmachineisdevelopedinordertokeepthebackpulltensionconstant.Itcanresistallkindsofdisturbance,keepthebac

3、kpulltensionconstantanddetectdiewearingrapidly.　　Keywordsstraightwiredrawingmachine;intelligentcontroller;backpulltension　　直進(jìn)式拉絲機是世界上較有發(fā)展前途的拉絲設(shè)備，傳統(tǒng)的普通直進(jìn)式拉絲機均為直流驅(qū)動，且無過程控制環(huán)節(jié)，存在維護(hù)困難、控制精度差、反拉力波動嚴(yán)重等問題，難以實現(xiàn)高速及細(xì)絲拉拔，斷絲堆絲現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生?；诋?dāng)前電氣傳動的發(fā)展趨勢，結(jié)合寧夏石咀山鋼鐵廠改造項目，我們?yōu)橐环謴S6＃8-550型

4、直進(jìn)式拉絲機變頻調(diào)速自動控制系統(tǒng)，按照智能控制原理結(jié)合現(xiàn)場的經(jīng)驗設(shè)計出專家控制器，并采用異步自學(xué)習(xí)控制的原理對其中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以保證拉拔過程中金屬秒流量相等，維持反拉力的恒定。應(yīng)用結(jié)果表明，該控制器能有效抑制反拉力的波動，較好地滿足了生產(chǎn)工藝的要求。1　控制系統(tǒng)的構(gòu)成　　6＃直進(jìn)式拉絲機是由原1＃機(3卷筒)、6＃機(5卷筒)合并組合改造而成的，因而其機械配比并不規(guī)則，其不規(guī)則部分要由電氣系統(tǒng)來進(jìn)行補償及調(diào)節(jié)，這給電氣系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制增加了不少難度?！　∥覀儾捎霉た貦C＋可編程序控制器的兩級控制模式，對拉拔過程進(jìn)行控制。選用

5、8臺變頻器用于控制8臺電機。在不增加機械裝置的情況下，決定通過檢測變頻器直流側(cè)電流的方法來反映反拉力的變化。按照專家控制的方法設(shè)計出針對本系統(tǒng)的專家智能控制器。系統(tǒng)框圖見圖1。圖1　控制系統(tǒng)框圖2　電控系統(tǒng)　　由于直進(jìn)式拉絲機本身是一個強耦和、非線性、時變的運動控制系統(tǒng)，我們采用定量和定性相結(jié)合的方法，利用人們的定性經(jīng)驗、邏輯推理能力和自學(xué)習(xí)的優(yōu)點，構(gòu)成基于智能控制器的直進(jìn)式拉絲機控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)的智能控制器由數(shù)據(jù)庫、知識庫、推理機和學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)組成?！　?1)數(shù)據(jù)庫的建立　　本系統(tǒng)采用速度匹配、反拉力微調(diào)的控制思想。在拉拔過程

6、中保持金屬秒流量相等，即S1v1=S2v2=…=S8v8　　　　　　　　　　　　　　　　(1)式中　vi——第i道次鋼絲的前進(jìn)速度；　　　Si——第i道次鋼絲的截面積?！　×頽i為對應(yīng)異步電機的轉(zhuǎn)速，則vi與ni之間存在比例關(guān)系：vi=gini　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2)式中g(shù)i——第i道次vi與ni之間的比例系數(shù)?！　〈送?，在穩(wěn)定拉拔時，(2)式中ni與相應(yīng)變頻器的速度給定信號Ugdi間成一定的比例關(guān)系，即ni=KciUgdi　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3)式中Kci——比例常數(shù)?！　≡趯嶋H生產(chǎn)中，

7、為了保持鋼絲拉拔速度不變，我們可以保持成品卷筒的速度不變，即以成品卷筒的拉拔速度為基準(zhǔn)調(diào)節(jié)其余各卷筒的速度，以保持金屬秒流量相等，那么操作人員所設(shè)定的鋼絲拉拔速度即為成品卷筒的轉(zhuǎn)速，則其余各卷筒的速度給定可以按照下式來確定：式中　γi——比例增益；　　　bi——經(jīng)驗常數(shù)?！　ˇ胕作為該品種的生產(chǎn)參數(shù)儲存在數(shù)據(jù)庫中。對應(yīng)于不同的鋼絲品種以及操作人員設(shè)定的速度要求，控制系統(tǒng)按照相應(yīng)的配比，給出各個卷筒在拉拔過程中的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，以保證各拉模間的金屬秒流量相等。　　(2)知識庫的建立　　本系統(tǒng)的規(guī)則庫可以分為3個子集：穩(wěn)態(tài)速度給定規(guī)則

8、集；動態(tài)過程保持反拉力恒定規(guī)則集；故障診斷規(guī)則集。對這3個規(guī)則集的建立描述如下?！　?)穩(wěn)態(tài)速度給定規(guī)則集　　此規(guī)則集按照操作人員設(shè)定的品種代號、拉拔速度以及相應(yīng)的速度匹配系數(shù)，給定系統(tǒng)運行時各卷筒的初始速度值。其規(guī)則如下：[規(guī)則n]if拉拔品種為nand拉拔速度設(shè)定為Vnthen給出相應(yīng)