鲁照权 程 健

(合肥工业大学电气与自动化工程学院，合肥 230009)

步进式加热炉钢坯运动的非线性PID控制

鲁照权 程 健

(合肥工业大学电气与自动化工程学院，合肥 230009)

在步进梁系统数学模型的基础上，设计了一种步进式加热炉钢坯运动的非线性PID控制方法。仿真实验结果证明：非线性PID控制可实现步进梁速度的准确、平稳跟踪，有效消除移动梁托起钢坯时产生的速度跌落。

非线性PID控制器 步进式加热炉 步进梁系统 移动梁速度闭环控制

步进式加热炉是各种加热炉中使用最广、发展最快的炉型之一。步进梁是钢坯加热炉的核心部件，由固定梁与移动梁构成，其中移动梁由液压缸驱动做矩形运动，使数百吨的钢坯在加热过程中逐步地自入炉侧向出炉侧移动。步进梁的运动速度既要保证生产的节奏，又要对钢坯轻托轻放，因此应避免步进梁产生碰撞、损坏移动梁和固定梁。但由于步进梁运动部分的惯性极大，加上负载的阶跃式突变，实现其速度和位移的精准控制难度很大。另外，移动梁自身体积大且重，在大型加热炉中，满载钢坯常达数百吨，可见步进梁系统具有典型的大惯性特点。又由于流量、压力变化及泄漏等因素的影响，使得液压传动机构具有非线性特性[1]。因此，控制步进梁在运行周期内各阶段平稳、准确、快速地运动一直是工程上的难题，尤其是移动梁托起钢坯时产生的速度跌落难以消除。目前，国内大部分轧钢厂均采用以PLC为核心的开环控制方法对加热炉中的步进梁速度进行控制，但该方法会造成速度控制不准而影响生产周期。……