[发明专利]一种结晶器振动驱动装置、控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种结晶器振动驱动装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于结晶器振动驱动装置，其中，

所述结晶器振动驱动装置包括：伺服电机；用于提供正反向驱动旋转；液压泵，所述液压泵的转动轴通过联轴器与所述伺服电机的驱动轴连接；液压缸，所述液压缸的油路通过油路机构与所述液压泵的油路连接；位移检测装置，所述位移检测装置安装于所述液压缸上，用于检测所述液压缸的驱动位移；控制器，所述控制器与所述位移检测装置通信连接，用于根据所述位移检测装置所检测出的液压缸的驱动位移，控制所述伺服电机的转速，以调节所述液压缸的正弦振动或非正弦振动；所述液压泵为内啮合齿轮泵，且所述油路机构上具有蓄能器，且所述结晶器振动驱动装置还包括振动台连接件，所述振动台连接件对称安装于所述液压缸的两端，用于连接液压缸和结晶器振动台；所述位移检测装置包括：定位磁环，所述定位磁环安装于所述液压缸的活塞末端；位移传感器，用于对所述定位磁环监测，采集定位磁环的运行位置，获取液压缸的驱动位移；

所述控制方法包括：

根据预先设置的位移检测装置，检测液压缸的实际驱动位置，获得液压缸的驱动位移；

将所述驱动位移与预设的液压缸设定位移进行对比，并根据对比的数据差，控制伺服电机的转速和旋转方向；

根据对比的数据差，控制伺服电机的转速包括：

在所述驱动位移与所述液压缸设定位移具有速度差的情况下，根据所述驱动位移，确定液压缸的实际驱动速度；

根据相邻的两次驱动速度，获取相邻两次驱动的速度差，并根据所述速度差和预先设置的前馈增益系数，确定速度前馈量；

根据所述速度前馈量，对所述实际驱动速度进行补偿，并根据补偿后的驱动速度，控制伺服电机的转速；

其中，根据所述驱动位移，确定液压缸的实际驱动速度所采用的公式如下：式中，为液压缸的实际驱动速度，为位移检测装置采样时刻序列，为整个控制周期，为滤波系数，其取值区间为，为液压缸的实际位移；

且，速度前馈量的计算公式为：式中，为速度前馈量，为前馈增益系数，为液压缸设定位移，为液压缸的实际驱动速度，为整个控制周期，为位移检测装置采样时刻序列。

2.根据权利要求1所述的一种结晶器振动驱动装置的控制方法，其特征在于，根据对比的数据差，控制伺服电机的转速还包括：

预先获取的惯性力补偿数据和摩擦力补偿数据，并将惯性力补偿数据和摩擦力补偿数据之和作为负载补偿控制量；

通过所述负载补偿控制量，对补偿后的驱动速度进行二次补偿，并根据二次补偿后的驱动速度，控制伺服电机的转速。

3.根据权利要求2所述的一种结晶器振动驱动装置的控制方法，其特征在于，所述惯性力补偿数据的获取方法为：

根据所述液压缸设定位移，确定与所述液压缸设定位移对应的驱动加速度；

根据所述驱动加速度、液压缸的驱动部件质量及重力，计算得到惯性力补偿数据；

其中，计算惯性力补偿数据的计算公式为：式中，为惯性力补偿数据，为驱动部件的重力，为驱动部件的质量；为驱动加速度；为液压缸设定位移所对应的设定速度，为位移检测装置采样时刻序列。

4.根据权利要求2所述的一种结晶器振动驱动装置的控制方法，其特征在于，所述摩擦力补偿数据的获取方法为：

根据所述液压缸的驱动速度和钢坯的拉速，确定钢坯和结晶器之间的相对速度；

根据钢坯与结晶器之间的摩擦系数和所述相对速度，计算得到摩擦力补偿数据；

其中，计算摩擦力补偿数据的计算公式为：式中，为设定的钢坯拉速，为液压缸的驱动速度，为钢坯和结晶器之间的相对速度，为摩擦系数，为摩擦力补偿数据，为位移检测装置采样时刻序列。

5.一种结晶器振动驱动装置的控制系统，其特征在于，所述控制系统用于权利要求1-4中任意一项所述的结晶器振动驱动装置的控制方法，包括：

确定位移获取模块，用于根据预先设置的位移检测装置，检测液压缸的实际驱动位置，获得液压缸的驱动位移；

伺服电机控制模块，用于将所述驱动位移与预设的液压缸设定位移进行对比，并根据对比的数据差，控制伺服电机的转速和旋转方向。

6.根据权利要求5所述的一种结晶器振动驱动装置的控制系统，其特征在于，所述伺服电机控制模块在根据对比的数据差，控制伺服电机的转速时，在所述驱动位移与所述液压缸设定位移具有速度差的情况下，根据所述驱动位移，确定液压缸的实际驱动速度；根据相邻的两次驱动速度，获取相邻两次驱动的速度差，并根据所述速度差和预先设置的前馈增益系数，确定速度前馈量；根据所述速度前馈量，对所述实际驱动速度进行补偿；并将预先获取的惯性力补偿数据和摩擦力补偿数据之和作为负载补偿控制量；通过所述负载补偿控制量，对补偿后的驱动速度进行二次补偿，并根据二次补偿后的驱动速度，控制伺服电机的转速。