一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶金工業中的連鑄工藝技術領域，涉及一種基于偏差平衡的中間罐車 升降同步控制方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 在連鑄工藝中，中間罐車是保證連鑄工藝連續生產的關鍵設備，主要用于支撐和 運送連鑄中間罐。在連續生產時，為快速精確地控制水口插入結晶器的深度，中間罐車升降 平臺要求能夠在重載時平穩同步升降，且能停在任意位置，在澆鑄時使中間包保持水平。
[0003] 在現有技術中，連鑄中間罐車升降平臺有電動蝸輪蝸桿驅動和液壓驅動兩種方 式。前者工序復雜，對加工精度要求高，且容易損壞維修費用高，現已很少采用；后者采用液 壓系統驅動，結構簡化不少，維護成本低，是目前常用的設計方式。其中，液壓驅動方式又包 括兩類解決方案：
[0004] 1)采用液壓同步馬達控制四個油缸同步：在CN2860682Y中公開了一種名稱為 "中間罐車四缸同步液壓升降裝置"的實用新型專利，具體為采用同步馬達的控制四個油缸 的流量實現油缸的同步，該裝置結構簡單，能夠實現基本的中間罐車同步功能，但光靠液壓 元件很難實現精確的閉環控制，同時液壓馬達價格較貴，維護成本較高。
[0005] 2)采用調節閥實現四個油缸同步：在CN10232888A中公開了一種名稱為"液壓伺 服同步升降裝置及其控制方法"的發明專利，具體為比較任意兩個油缸的位移，當偏差大于 第一偏差時，所有油缸停止運動；當偏差小于第一偏差時，進行下一步；第二步是比較各個 液壓缸與給定曲線的關系，當偏差大于第二偏差時，改變油缸活塞桿的運動速度；當偏差小 于第二偏差時，保持現有的速度。該方法能夠在一定時間內使油缸位移盡快跟隨給定曲線， 但沒有考慮在跟隨過程中各個油缸的同步性，因為第二步的算法中都是比較給定位移和反 饋位移的偏差，并沒有比較反饋位移偏差對各個油缸速度的影響。該專利還沒有考慮可能 存在的伺服閥零點漂移問題，在系統快速響應和成本方面還可以進一步改進。
[0006] 由上可知，在連鑄中間罐車平臺升降系統中還存在設備維護成本高，控制精度不 高，系統響應速度不快等問題，對中間罐車的穩定性和動態性能有不利的影響。
【發明內容】
[0007] 有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方 法及裝置，該方法和裝置在控制回路中設置死區補償器、單缸偏差控制器和同步偏差平衡 器，用于提高控制精度，加快響應時間，降低系統成本，保證連鑄生產連續穩定的運行。
[0008] 為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0009] 一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，包括以下步驟：步驟一：判斷 四個油缸對應的比例閥死區，計算比例閥的死區補償量并輸出；步驟二：根據位置設定值 與位置實際值的偏差，計算單缸閉環控制量并輸出；步驟三：根據同步目標值與位置實際 值的偏差，計算同步閉環控制量并輸出；步驟四：計算最終的控制量輸出給四個比例閥。
[0010] 進一步，在步驟一中，判斷中間罐車升降平臺的四個油缸對應的比例閥死區，計算 比例閥的死區補償量并輸出，具體步驟包括：
[0011] 1)當中間罐車平臺上升時，給死區補償量賦上一次計算的初始值CVl(n)，如果是 第一次計算就賦初值〇 ;判斷油缸實際位置和速度的變化，按下列公式計算上升死區補償 量CVl(n+1)
[0012]
【主權項】
1. 一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一：判斷四個油缸對應的比例閥死區，計算比例閥的死區補償量并輸出； 步驟二：根據位置設定值與位置實際值的偏差，計算單缸閉環控制量并輸出； 步驟三：根據同步目標值與位置實際值的偏差，計算同步閉環控制量并輸出； 步驟四：計算最終的控制量輸出給四個比例閥。
2. 根據權利要求1所述的一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，其特征在 于：在步驟一中，判斷中間罐車升降平臺的四個油缸對應的比例閥死區，計算比例閥的死區 補償量并輸出，具體步驟包括： 1) 當中間罐車平臺上升時，給死區補償量賦上一次計算的初始值CVl (η)，如果是第 一次計算就賦初值〇 ;判斷油缸實際位置和速度的變化，按下列公式計算上升死區補償量 CVl (η+1)
其中CVl (η+1)是下一個時刻的比例閥死區補償量，CVl (η)是該時刻的比例閥死區補 償量，Ku是上升補償調節系數，且Ku >0，Step是比例閥閥芯增量步長，Vt是中間罐車升降 平臺單個油缸活塞桿的移動速度，Vl是死區補償最小速度值，V2是死區補償最大速度值； 2) 當中間罐車平臺下降時，給死區補償量賦上一次計算的初始值CVl (η)，如果是第 一次計算就賦初值〇 ;判斷油缸實際位置和速度的變化，按下列公式計算下降死區補償量 CVl (η+1)
其中CVl (η+1)是下一個時刻的比例閥死區補償量，CVl (η)是該時刻的比例閥死區補 償量，Kd是下降補償調節系數，且Kd >0，Step是比例閥閥芯增量步長，Vt是中間罐車升降 平臺單個油缸活塞桿的移動速度，Vl是死區補償最小速度值，V2是死區補償最大速度值； 通過步驟1)和步驟2)在短時間內獲得比例閥的死區補償量；在未投入位置閉環時，持 續計算比例閥的死區補償量；在投入位置閉環時，不進行補償量的計算，該數值保持上一次 的計算值。
3. 根據權利要求2所述的一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，其特征在 于：在步驟二中，根據位置設定值和實際位置值的偏差，計算單缸閉環控制量并輸出，具體 包括： 1) 對位置設定值進行斜坡化處理，防止由于位置設定值的階躍變化導致的積分飽和； 2) 計算位置設定值SP與實際位置值PV的偏差Λ e = SP-PV，送入單缸偏差控制器，該 控制器是位置式PI控制器，計算公式為： υ
其中u(t)是PI控制器的輸出，Kp是單缸偏差控制器的比例系數，Ae(t)是單缸實時 偏差值，Ti是單缸偏差控制器的積分時間； 3)當偏差Ae > Sl時，單缸偏差控制器的控制量輸出CV2 = u⑴；當偏差Ae彡Sl 時，單缸偏差控制器的控制量輸出CV2保持當前的輸出，其中Sl是單缸閉環的精度系數。
4. 根據權利要求3所述的一種基于偏差平衡的中間罐車升降同步控制方法，其特征在 于：在步驟三中，根據同步目標值和實際位置值