基于負載前饋及模糊控制的步進梁速度控制

魯照權， 李平平， 俞越， 王渭， 華繪

(合肥工業大學 電氣與自動化工程學院，安徽 合肥　230009)

?

基于負載前饋及模糊控制的步進梁速度控制

魯照權， 李平平， 俞越， 王渭， 華繪

(合肥工業大學 電氣與自動化工程學院，安徽 合肥230009)

步進梁由固定梁與移動梁組成，是步進式鋼坯加熱爐的核心部件。移動梁作矩形運動將鋼坯在爐內加熱的過程中逐步向前運送。移動梁必須輕托輕放鋼坯，以免因頻繁撞擊而損壞移動梁與固定梁。移動梁自重加上一百多根鋼坯的總重量達到數百噸，因此，步進梁運鋼系統慣性巨大。在移動梁托起鋼坯時發生階躍式負載突變，造成速度和位移的大幅度跌落，并伴隨著強烈抖動。在分析研究步進梁運鋼系統的工作原理及數學模型的基礎上，設計實現了基于負載擾動前饋的運鋼速度模糊自整定PID控制。針對工程上負載無法測量問題，設計了構造負載擾動的狀態觀測器。仿真實驗表明，控制方法能夠使得系統運動準確快速地跟蹤給定速度曲線。

鋼坯加熱爐；步進梁；大慣性；階躍式負載突變；狀態觀測；前饋控制；模糊自整定PID

0　引　言

步進式加熱爐由于其諸多優點正在逐步取代推鋼式加熱爐。步進梁是步進式加熱爐的核心設備，由N+1根固定梁和N根移動梁組成[1-2]，如圖1所示。

圖1　步進梁結構示意圖

移動梁通過在立面內做上升、前進、下降、后退四個基本動作將鋼坯在爐內加熱的過程中逐步向前運送。移動梁的運動速度不但要保證每根鋼的生產周期和每步的位移精度，同時必須輕托輕放鋼坯，以免因頻繁撞擊而損壞移動梁與固定梁。……