[发明专利]轧机压下系统机电液耦合振动在线主动自抑制控制装置

摘要

一种轧机压下系统机电液耦合振动在线主动自抑制控制装置，由轧机液压驱动单元、信号采集处理单元、振动自抑制控制单元组成，其特征在于振动自抑制控制单元能够通过状态观测控制器的在线状态估计和振动故障判别，适时投切谐振比控制器，实现轧机压下系统机电液耦合振动在线主动自抑制控制。适用于工程机械、农业机械、航空航天等各类机电液协同操纵系统的耦合振动抑制的场合。

主权项

一种轧机压下系统机电液耦合振动在线主动自抑制控制装置，整套装置由轧机液压驱动单元、信号采集处理单元、振动自抑制控制单元(1)组成，所述轧机液压驱动单元由轧机(20)、液压缸(19)、伺服阀(11)、液压泵(14)、安全阀(15)和电动机(12)组成，所述信号采集处理单元由力传感器(16)、振动加速度传感器(17)、位移传感器(18)和信号采集处理器(10)组成，其中所述信号采集处理器(10)通过力传感器(16)、振动加速度传感器(17)和位移传感器(18)分别实时采集处理并输出轧制力信号F、机架垂直振动信号a和液压缸位移信号x，所述振动自抑制控制单元(1)由液压缸位移控制器(2)、液压缸位移给定(3)、液压缸位移估计器(4)、状态观测控制器(5)、力控制器(6)、系统控制器(7)、谐振比控制器(8)和伺服放大器(9)组成，其中力控制器(6)与轧制力信号F相连，其特征在于所述液压缸位移信号x分别与液压缸位移控制器(2)和状态观测控制器(5)相连，机架垂直振动信号a与状态观测控制器(5)相连；所述液压缸位移控制器(2)对液压缸位移信号x和液压缸位移给定(3)输出的信号进行运算，液压缸位移控制器(2)的输出分别送给系统控制器(7)和液压缸位移估计器(4)；所述轧制力信号F经力控制器(6)运算后输出给系统控制器(7)，系统控制器(7)对力控制器(6)输出的信号和液压缸位移控制器(2)输出的信号进行控制运算，系统控制器(7)的输出送给谐振比控制器(8)；所述液压缸位移估计器(4)对液压缸位移控制器(2)的输出信号进行液压缸位移估计运算，液压缸位移估计器(4)的输出送给状态观测控制器(5)，状态观测控制器(5)对机架垂直振动信号a、液压缸位移信号x、液压缸位移估计器(4)的输出信号进行状态估计和振动故障判别运算，状态观测控制器(5)的输出送给谐振比控制器(8)；所述谐振比控制器(8)对系统控制器(7)和状态观测控制器(5)的输出信号进行线性求和运算，谐振比控制器(8)的输出送给伺服放大器(9)，伺服放大器(9)的输出送给伺服阀(11)，伺服阀(11)通过控制流量，实现轧机压下系统无振动时的正常工作和耦合振动时的在线主动自抑制控制。