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板带轧机自动厚度控制模型的研究

中国机械工程 2008年第1期19卷 95-98页

作者：张伟王益群孙孟辉燕山大学秦皇岛066004

对板带轧机自动厚度控制模型进行了理论分析,建立了三自由度轧机负载的液压压下系统的模型,将缸位移和内辊缝相区分,使其适用于不同的控制方式,进而对厚度计式控制模型、变形的厚度计式控制模型、动态设定控制模型进行了对比研究,指出... 详细信息

对板带轧机自动厚度控制模型进行了理论分析,建立了三自由度轧机负载的液压压下系统的模型,将缸位移和内辊缝相区分,使其适用于不同的控制方式,进而对厚度计式控制模型、变形的厚度计式控制模型、动态设定控制模型进行了对比研究,指出轧机模数和轧件塑性系数分别对应于自动厚度控制系统的静态指标和动态指标,为控制过程中参数的选取提供理论依据。与传统的P-h图方法相比,该方法更深刻地反映了厚度控制过程的本质规律。

关键词：液压压下系统缸位移内辊缝数字仿真机理模型

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液压弯辊电液伺服系统建模及仿真

中国机械工程 2009年第3期10卷 345-348页

作者：张伟王益群孙孟辉燕山大学秦皇岛066004

通过对某轧机液压弯辊系统深入的研究和分析,并参考典型液压元件的作用机理,建立了轧机液压弯辊系统的数学模型。利用MATLAB语言对所建立的液压弯辊数学模型进行了计算机仿真,结果表明,仿真结果和实际所测得的响应曲线非常近似。

关键词：板形控制液压弯辊系统建模热连轧机

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冷带轧机电液伺服系统广义预测控制应用研究

中国机械工程 2007年第22期18卷 2659-2662页

作者：孙孟辉王益群张伟刘建燕山大学秦皇岛066004

在冷带轧机电液伺服系统中应用广义预测控制理论直接算法,采用随机梯度估计法在线估计控制器参数模型,避免了在线求解Diophantine方程,减少了在线计算时间。该控制算法基于离散受控自回归积分滑动平均模型,吸取了自适应控制的优点,使控... 详细信息

在冷带轧机电液伺服系统中应用广义预测控制理论直接算法,采用随机梯度估计法在线估计控制器参数模型,避免了在线求解Diophantine方程,减少了在线计算时间。该控制算法基于离散受控自回归积分滑动平均模型,吸取了自适应控制的优点,使控制系统具有较好的鲁棒性和智能性。仿真研究结果表明,该方法比目前带钢生产中广为采用的PID控制策略优越,使得系统的动态品质有了较大的改善,响应时间和控制精度都有所提高。

关键词：广义预测控制冷带轧机电液伺服系统受控自回归积分滑动平均模型随机梯度估计法

具有状态观测器的广义动态矩阵控制在板带轧机位置伺服系统中的应用

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机械工程学报 2007年第9期43卷 2-6页

作者：王益群孙孟辉张伟刘建燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

板带轧机的构成是复杂的,其控制系统日益精密化和智能化,但是目前广泛应用于现场的比例积分微分(PID)控制策略,由于鲁棒性较差,难以满足进一步提高板带轧机控制精度的要求。针对板带轧机位置伺服系统,应用广义动态矩阵控制理论,设计预... 详细信息

板带轧机的构成是复杂的,其控制系统日益精密化和智能化,但是目前广泛应用于现场的比例积分微分(PID)控制策略,由于鲁棒性较差,难以满足进一步提高板带轧机控制精度的要求。针对板带轧机位置伺服系统,应用广义动态矩阵控制理论,设计预测控制器,并采用滚动优化、反馈校正的控制策略。构造状态观测器,使控制系统具有带观测器的状态反馈形式,不断地修正预测模型,增强了系统的鲁棒性。所研究控制算法基于系统的阶跃响应,具有较强的稳定性和鲁棒性。提出上述控制策略的计算机控制实现方法,仿真研究结果表明该方法远比目前带钢生产中广为采用的PID控制策略优越,具有智能性且易于实现。

关键词：广义动态矩阵控制板带轧机位置伺服系统状态观测器

螺旋面截形尖点矢量离散法及其在双圆弧滚刀过渡曲面最小化中的应用

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机械工程学报 2011年第17期47卷 187-192页

作者：李国龙孙孟辉李先广刘飞重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 重庆机床(集团)有限责任公司重庆400055

在具有尖点廓形的螺旋曲面成形加工中,计算出的刀具截形常常产生曲线自交叉现象,导致刀具加工出的螺旋曲面在尖点处生成较大的过渡曲面。为此,提出尖点矢量离散法,将点及其法向矢量定义为一个点矢量,对两相交曲线在尖点处形成的首尾两... 详细信息

在具有尖点廓形的螺旋曲面成形加工中,计算出的刀具截形常常产生曲线自交叉现象,导致刀具加工出的螺旋曲面在尖点处生成较大的过渡曲面。为此,提出尖点矢量离散法,将点及其法向矢量定义为一个点矢量,对两相交曲线在尖点处形成的首尾两个点矢量进行离散,使尖点处更多的几何信息带入到廓形计算中,提高了计算精度。给出过渡曲面最小化算法,用工件截形离散尖点矢量及两侧四个点矢量计算刀具廓形点,消除自交叉后得到刀具尖点及附近四个点;用刀具点反算工件廓形点,得到过渡曲线;通过所建立的过渡曲面大小评价标准,以过渡曲线最小为目标在一定范围内进行刀具安装角优化。将该方法应用于双圆弧齿轮滚刀的铲磨加工中,通过实际加工验证,表明该方法可有效降低过渡曲面的大小,适用于具有尖点廓形的螺旋曲面成形加工的计算优化。

关键词：螺旋曲面尖点成形磨削成形砂轮优化过渡曲面

拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削中的砂轮廓形优化方法

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机械工程学报 2011年第11期47卷 155-162页

作者：李国龙李先广刘飞孙孟辉重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 重庆机床(集团)有限责任公司重庆400055

拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削时,砂轮与齿轮的接触线随时在变,基于齿轮任一截面齿形计算出的砂轮廓形都会引起较大的磨削误差,为此,提出一种减小磨削误差的砂轮廓形优化方法。依据空间啮合原理,采用抛物线附加径向运动轨迹,建立成... 详细信息

拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削时,砂轮与齿轮的接触线随时在变,基于齿轮任一截面齿形计算出的砂轮廓形都会引起较大的磨削误差,为此,提出一种减小磨削误差的砂轮廓形优化方法。依据空间啮合原理,采用抛物线附加径向运动轨迹,建立成形砂轮廓形求解数学模型;平行于齿轮端面等距截出多个平面齿廓,求解出以点表示的不同齿廓对应的砂轮廓形,再将各砂轮廓形投影到同一平面生成点云,通过区间划分,采用最小二乘法求解出每个区间点云的拟合点,连接各拟合点形成优化的砂轮廓形。为验证砂轮磨削效果,由砂轮与齿轮的啮合条件,建立由砂轮廓形求解齿轮齿形的反算数学模型,给出实际齿形与设计齿形的偏差计算公式。以一种齿向修形齿轮为例,进行成形磨轮廓形计算及优化,磨削误差分析结果表明该方法有效,可用于修形齿轮的成形磨轮廓形计算,并可有效降低修形齿轮的成形磨削误差。

关键词：渐开线齿轮拓扑修形成形磨削成形砂轮磨削误差优化

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齿轮滚刀的等后角铲磨方法研究

齿轮滚刀的等后角铲磨方法研究

作者：孙孟辉重庆大学

学位级别：硕士

滚刀是齿轮加工中应用最为广泛的一种重要工具，其质量和精度直接影响到所加工齿轮的齿形精度，而滚刀的齿形精度由其铲磨工艺决定。目前，滚刀精加工一般采用径向铲磨方法，径向铲磨方法会不可避免地造成滚刀齿侧面畸变，导致滚刀重磨... 详细信息

滚刀是齿轮加工中应用最为广泛的一种重要工具，其质量和精度直接影响到所加工齿轮的齿形精度，而滚刀的齿形精度由其铲磨工艺决定。目前，滚刀精加工一般采用径向铲磨方法，径向铲磨方法会不可避免地造成滚刀齿侧面畸变，导致滚刀重磨误差增大、合格使用长度减小等问题，如何提高滚刀铲磨精度是具有重要工程应用价值的课题。为此，本文围绕提高滚刀径向铲磨精度这一目标，在对传统阿基米德径向铲磨技术分析的基础上，提出了等后角铲磨方法，并围绕等后角铲磨的实现技术进行了研究。首先，对比分析了增加滚刀铲磨精度及合格使用长度的方法，研究了滚刀齿侧曲面畸变产生的原理，提出了等后角铲磨方法。其次，综合分析了目前常用的滚刀种类及其重要几何参数，结合AutoCAD数据交换用的DXF文件格式，建立统一表达滚刀几何齿形的数学模型，以便在本文开发的等后角铲磨支持系统中应用。接着，针对特殊滚刀齿形中常出现的过渡尖点难以处理的问题，提出尖点矢量法用以优化计算铲磨砂轮廓形，改善该类滚刀因齿形尖点产生的过渡曲面影响其重磨精度的问题。最后，围绕等后角铲磨方法的需求及应用，设计合理的程序流程，采用VisualBasic6.0编程软件，开发一套滚刀等后角铲磨方法支持系统;针对目前普遍使用的机械式车床，重新设计等后角铲磨用凸轮，并在某工具企业进行加工试验，证明等后角铲磨方法可以有效提高齿轮滚刀的重磨精度及合格使用长度。

关键词：齿轮滚刀等后角铲磨尖点矢量离散重磨误差成形砂轮

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冷连轧机液压AGC系统油膜补偿控制

机床与液压 2011年第3期39卷 63-65页

作者：孙孟辉王益群南京工程学院机械工程学院江苏南京211167 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

由于对冷轧薄板质量要求的提高,液压AGC已经成为提高冷轧带钢成品精度必不可少的手段。然而对于支撑辊采用油膜轴承的冷连轧机来说,其轴承油膜厚度随着轧制力和轧制速度的变化而变化,这将影响轧件的轧出厚度,造成厚差。尤其对冷连轧机,... 详细信息

由于对冷轧薄板质量要求的提高,液压AGC已经成为提高冷轧带钢成品精度必不可少的手段。然而对于支撑辊采用油膜轴承的冷连轧机来说,其轴承油膜厚度随着轧制力和轧制速度的变化而变化,这将影响轧件的轧出厚度,造成厚差。尤其对冷连轧机,各机架的累积误差会使成品带的超差更加严重。以某五机架冷连轧机为研究对象,由生产现场实测数据回归出适合于实际控制的油膜补偿模型,提出适合于分布式计算机控制的控制策略,并将其应用于实际轧制过程中对油膜厚度变化进行补偿。实验结果表明:加入油膜补偿控制后,成品带钢厚差带头带尾超差段有较为显著的减少,且超差值也有所降低。

关键词：冷连轧机液压AGC 油膜补偿控制分布式计算机控制

冷带轧机液压压下伺服系统模型算法控制应用研究

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液压与气动 2010年第9期34卷 49-51页

作者：孙孟辉王益群南京工程学院机械工程学院江苏南京211167 燕山大学机械工程学院辽宁秦皇岛066004

冷带轧机是典型的复杂机电系统,其控制系统日益精密化和智能化。目前广泛应用于现场的PID控制策略,由于其鲁棒性较差,已经不能满足冷带轧机控制系统日益精密化和智能化的要求。针对冷带轧机液压压下伺服系统,应用模型算法控制算法,设计... 详细信息

冷带轧机是典型的复杂机电系统,其控制系统日益精密化和智能化。目前广泛应用于现场的PID控制策略,由于其鲁棒性较差,已经不能满足冷带轧机控制系统日益精密化和智能化的要求。针对冷带轧机液压压下伺服系统,应用模型算法控制算法,设计预测控制器,采用了滚动优化、反馈校正的控制策略。该控制算法基于受控对象脉冲响应,具有较强的稳定性和鲁棒性。同时,提出了上述控制策略的计算机控制实现方法,实验研究结果表明该方法远比目前带钢生产中广为采用的PID控制策略优越,且易于实现。

关键词：模型算法控制冷带轧机液压压下伺服系统预测控制滚动优化