基于模糊控制的钢板自动测长控制方法

    0  引言

    随着我国经济建设步伐的不断加快，技术的不断更新，用户对钢铁材料的质量和数量都提出了更高的要求。为了在激烈的市场竞争中占据有利的地位，获得更好的竞争力和经济效益，很多大型钢铁生产企业和经营企业都决定购置新的、具有更高自动化程度的生产线设备。大型数控横剪生产线就是在这种情况下为某钢铁企业设计制造的，本条生产线的控制操作系统分布在4个操作台上，即开卷操作台、圆盘剪操作台、主操作台、落料操作台，具有极高的自动化程度，为提高产品的质量和产量提供了技术保证。钢板长度是剪切钢板最重要的尺寸质量指标，如果钢板剪切长度达不到精度要求，剪切的钢板就会成为废品，所以，钢板剪切自动测长控制是最关键的技术，它是关系到这条剪切生产线能否成功运行的最关键的控制技术。本生产线要求钢板长度剪切精度为:

    l)当生产钢板长度为2一8m时，要求长度误差为0一2mm。

    2)当生产钢板长度为8一10m时，要求长度误差为o一4mm。

    1 钢板自动测长误差产生原因

    本生产线利用光电编码器，通过对其输出脉冲计数来实现对钢板长度的自动测量。实践表明，实际尺寸总是与期望值存在误差，产生误差的原因有:

    l)机械干扰

    机械干扰是由于机械的震动和冲击，使仪表或装置中的电气元件发生震动、变形，使连接导线发生位移，指针发生抖动等。这些都将影响仪表和装置的正常工作。声波的干扰类似于机械震动，从效果看，也可列人这一类中。对于机械干扰，主要是采取减震措施来解决。

    2)电磁干扰

    周围电器设备也可能对检测元件产生干扰，因为在其周围存在电场和磁场。电和磁的干扰可以通过电路和磁路对检测仪表产生干扰作用，电场和磁场的变化也会在检测仪表的有关电路中感应出电势，从而影响检测仪表的正常工作。这种电和磁的干扰对于检测仪表来说是最为普遍和影响最严重的干扰，因此，必须切实采取可靠措施来消除这种干扰。

    除了前述一般系统中普遍存在的两种共性原因可能导致误差之外，本系统中采用何种钢板自动测长控制方法，是最终影响系统测量精度的主要原因。

    2  自动测长控制方法分析

    自动测长控制方法实际上是一个反复自动找点的控制过程。其实际检测信号一般通过旋转编码器来检测。在测长控制过程中，CPU将反馈回来的实际检测到的板长与预设定值进行比较，从而向电机驱动器输出不同的给定值，以改变电动机转速大小和运行方向。当实际板长小于设定板长时，电动机正向运行;当实际板长大于设定板长时，电动机反向运行。如此循环，直到反馈值与设定值相等为止。在理想情况下，我们希望当转速降为零时，所经过的位移刚好等于设定板长。但在实际工程中，因为各种因素的影响，电动机的制动曲线每次都不尽相同，很难实现当转速降为零时，所经过的位移刚好在设定精度范围内。在实际工程中，当实际板长接近设定板长时，便开始制动。由于开始制动点不能随工况变化而变化，所以这样的控制系统会发生反复找点现象，造成生产效率低下。