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电液比例控制在电铅抽棒装置上的应用研究

李留柱  
【摘要】:电液比例控制是流体传动与控制技术中很具发展潜力的一个分支,在工业领域中得到了广泛应用。但是,就目前的应用情况而言,其技术还不够成熟,例如设计理论不够完善,比例阀构建闭环系统不多等。而在铅电解精炼过程中,如何采用有效的控制方式,在阴极抽棒生产线上保证快速、稳定、有效的完成导电棒的抽取,是铅电解生产中亟需解决的技术问题。因此,以电铅抽棒装置为对象的电液比例闭环控制的研究具有较好的理论研究和实际工程价值。 在查阅大量国内外资料的基础上,论文综述了电液比例控制技术和电铅抽棒机的研究现状和发展趋势,分析了各自的优缺点,提出了本文的研究内容和方向。 分析了铅电解抽棒要求,确定了其工艺流程。进行了抽棒装置的机械结构设计。采用新型的抽棒方式及装置,可有效地解决抽棒的可靠性问题。 针对目前常用的电液比例速度控制系统存在压力补偿误差的问题,进行了理论分析,提出了新的压力补偿方式。通过计算分析,合理地选用系统元件,设计完善了电铅抽棒装置的电液比例速度控制系统。 分别建立了比例放大器、比例电磁铁、电液比例阀、位移传感器的数学模型,在此基础上,根据系统的实际参数建立了电液比例阀控液压缸的动力机构及电液比例速度控制系统的数学模型,并从理论上对开环、闭环系统进行了动、静态和稳定性分析,得到了系统不稳定的结论。 应用计算机工程软件MATLAB/Simulink工具箱对系统进行了仿真分析,得到和理论分析相同的结论。针对阀控缸速度控制系统的不稳定状况,采用PID控制方式对系统进行校正,选择了适宜的PID参数。并对校正前后的静动态特性进行了仿真比较分析。通过PID校正,在保证控制精度的前提下,系统达到了稳定性要求,满足了系统的实际生产需要。 最后,通过液压CAT测试系统和设备试生产运行得出的数据对系统进行了实验研究。通过实验数据分析,系统达到了设计要求,满足了生产指标。


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