Компенсация неустойчивости работы одноклетьевого стана холодной прокатки с использованием ПИД-регулятора
Аннотация
возникать при скоростях в пределах 100–200 м/мин. При этом частоты колебаний находятся в пределах 9–10 Гц. Причиной автоколебаний являются неконсервативные силы в ядре прокатки или параметрические колебания за счет возникновения гистерезиса. Для низкочастотных
автоколебаний существенным является влияние системы автоматического регулирования (САР) на процесс прокатки. Система САР представляет собой ПИД-регулятор, в котором каждая составляющая – пропорциональная, интегральная и дифференциальная – выполняет свою конкретную функцию. В черной металлургии в системах автоматического регулирования могжет быть использована только часть составляющих ПИД-регулятора, например, только интегральная составляющая или пропорциональная и интегральная составляющая. Это
связано с тем, что в некоторых случаях дифференциальная составляющая, которая призвана выполнять функции стабилизации процесса прокатки, может приводить к потере устойчивости. Промышленные исследования показали, что использование пропорциональной составляющей совместно с интегральной составляющей приводит к возникновению интенсивных автоколебаний. Диапазон частот находится в пределах от 9 до 11 Гц. При работе с использованием только интегральной составляющей ПИД-регулятора автоколебания с частотами 9–11 Гц отсутствуют, но появляется неустойчивость в диапазоне частот от 0,2 до 1 Гц. Построение численных моделей стана средствами пакетов MATLAB, MathCAD и пакета Анаконда
(Питон). Для систем, описываемых обыкновенными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами, как линейных, так и не линейных, для стабилизации процессов прокатки необходимо использовать дифференциальную составляющую ПИД-регулятора.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Автоколебания в стане холодной прокатки / Г.Э. Аркулис, З.М. Шварцман и др. // Сталь. 1972. № 8. С. 727–728.
Исследование причин возникновения колебаний в клетях непрерывных прокатных станов / Э.А. Гарбер, В.П. Наумченко и др. // Производство проката. 2003. № 1. С. 10–12.
Characteristic recognition of chatter mark vibration in a rolling mill based on non-dimensional parameters of the vibration signal / Shao Yimin, De Xiao, Yuan Yilin et al. // Journal of Mechanical
Science and Technology 2014. Vol. 28(6). P. 2075–2080 DOI: 10.1007/s12206-014-0106-6
Система обнаружения признаков развития «чаттера» и своевременной коррекции технологического режима непрерывной холодной прокатки полос / И.Ю. Приходько, П.В. Крот, Е.А. Парсенюк др. // Труды VII Конгресса прокатчиков. М., 2007. Т. 1. С. 115–123.
Niroomand M.R., Forouzan M.R., Salimi M. Theoretical and experimental analysis of chatter in tandem cold rolling mills based on wave propagation theory // [J]. ISIJ Int. 2015. Vol. 55(3). P. 637–
DOI: 10.2355/isijinternational.55.637
Kozhevnikova A.V., Yusupov V.S. Methodology of Designing Cold Rolling Technology Preventing Vibrations on Rolling Mills // Steel in Translation. 2021. Vol. 51, no. 5. P. 330–334. DOI:
3103/S0967091221050065
High-speed rolling by hybrid-lubrication system in tandem cold rolling mills / Y. Kimura, N. Fujita, Y. Matsubara et al. // J. Mater Process Technol. 2015. Vol. 21(6). P. 357–368. DOI: 10.1016/
j.jmatprotec.2014.10.002
Vibration characteristics of multi-parametric excitations and multi-frequency external excitations of rolling mill under entry thickness fluctuation of strip / T. Xu, D.X. Hou, Z.N. Sun, D.W. Guo // J.
Iron Steel Res. 2020. Vol. 27(5). P. 517–527. DOI: 10.1007/s42243-020-00404-1
Heidari A., Forozan M. R., Akbarzadeh S. Development of a Rolling Chatter Model Considering Unsteady Lubrication // ISIJ International. 2014. Vol. 54, nNo. 1. pp. 165–170.
Swiatoniowski A., Bar A. Parametrical excitement vibration in tandem mills – mathematical model and its analysis // Journal of Materials Processing Technology. 2003. Vol. 134. P. 214–224.
Анищенко В.С., Николаев С.М., Кортис Ю. Механизмы синхронизации резонансного предельного цикла на двухмерном роторе // Нелинейная динамика. 2008. Т. 4, № 1. C. 39–56.
Кузнецов А.П., Сатаев И.Р., Тюрюкина Л.В Синхронизация квазипериодических колебаний связанных фазовых осцилляторов // Письма в ЖТФ. 2010. Т. 36, № 10. С. 73–80.
Численное и экспериментальное исследование внешней синхронизации двухчастотных колебаний / В.С. Анищенко, С.В. Астахов, Т.Е. Вадивасова, А.В.Феоктистов // Нелинейная динамика. 2009. Т. 5, № 2. C. 237–252.
Amer Y.A., El-Sayed A.T., El-Bahrawy F.T. Torsional vibration reduction for rolling mill’s main drive system via negative velocity feedback under parametric excitation // J. Mech. Sci. Technol.
Vol. 29(4). P. 1581–1589. DOI: 10.1007/s12206-015-0330-8
Guo R.M., Urso A. C., Schunk J. H. Analysis of chatter vibration phenomena of rolling mills using finite element methods // Iron & Steel Technology. 1993. Vol. 70 (1). P. 29–39.
Крот П.В. Параметрические колебания в прокатных станах // Сборник научных трудов НГУ. Днепропетровск: Национальный горный университет, 2002. Т. 3, № 13. С. 15–21.
Zhao H., Ehmann K.F. Stability analysis of chatter in tandem rolling mills – part 1: single- and multi-stand negative damping effect // J Manuf Sci Technol. 2013. DOI: 10.1115/1.4024032
Lim H.B., Yang H.I. Experimental and Numerical Investigation of the Vibration Characteristics in a Hot late Rolling Mill Based on Multibody Dynamics // ISIJ International. 2020. Vol. 60, no. 11.
P. 2477–2484. DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2019-773
Pol B. van der On “relaxation-oscillations” // The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 1926. No. 7 (2). P. 978–992.
Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1981. 568 с.
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.