382· 北京科技大学学报 2000年第4期 Vcc P10 LF198 8031 OUT MP S/D C LM1458 LM1458 图1系统原理图Fig.1 The principle of control system 2.3两路开关量给定 精度，否则不能进入稳态，例如K09,=10 一路为联动信号，控制系统收到联动信号 bype,V1=l4bype,代入(6)式可知，V永远等于 前，不进行卷径和电流的计算，卷取机电流给定 10bype,不能达到稳态l4bype,因此要保存运算 为静张力电流，此电流给定比较小，保证不松带 精度. 即可：控制系统收到联动信号后，进行卷径及电 3.2卷径滤波 流计算，根据张力电流和动态电流，输出电枢电 卷径Da是张力电流的关键，如果能保证V 流，另一路为退卷信号，控制系统收到退卷信号 和n检测的高精度，卷径可直接采用以下公式 前，进行卷径D:及电流计算：控制系统收到退 计算，没必要进行滤波，“为带钢滑差系数. 卷信号后，电流给定为静张力电流，并且卷径复 Da=u'V/πn (7 位为初始卷径 实际运行中，V和n检测不是由光码盘完成 2.41个C的存储片E'PROM 的，不能保证'和n检测的高精度，因此必须进 存放电机参数和静张力等系统参数.为了 行相应的滤波.考虑到卷径在单位时间内不能 便于更换备件，保证控制板的可移植性，V,n,I突变，因此，当D。一Da-<8时，D计算正确：否 这3路模拟通道的反馈系数不用电位器，反馈 则，D。=D-+8,通过以上滤波，实践证明虽然 系数通过键盘来调整，调整后的反馈系数存放 不用光码盘测速，卷径误差不到1mm, 在EPROM中. 3.3动态电流滤波 2.51个串行通讯口 由公式(3)可知，动态电流与卷取机的加速 与操作台的显示盒进行通讯，接收张力设 度正比，通过相邻2次速度差△n除以时间间隔 定并且输出卷径和电流等参数，供操作台显示， (d)计算加速度.因dt为20ms,在此间隔内，速 2.65位数码显示管和3个按键 度n的变化很小，n的微小误差都可使△n误差 设定系统参数和显示卷径电流等状态量. 相当大.动态电流采用滞环滤波算法，即在△n比 3滤波算法 较小时，认为△n=0:△n大时，△n≠0.这样既保证 了恒速运行时系统的稳定性，又保证了加速运 3.1V和n的滤波 行的动态响应指标.与△n的关系如图2所示. 尾轧机线速度V和卷取机的转速n均采用 测速发电机检测，测速发电机的特点是：成本低， 易安装，现场运行可靠性强：缺点是检测精度低， 噪声大.为了克服缺点，控制系统除硬件采用阻 dn/dt 容滤波外，软件采用RC滤波算法，表达式如下： V=K,41-K)V1 (6) 其中，：为当前采样线速度.在计算机内V的 单位名称为bype,以下V均为计算机表达式.采 图2加速电流与加速度的关系 Fig.2 The relationship between acceleratecd current and 用公式（⑥）时，应注意保持精度，例如：要求V的 acceleration 精度为8位时，运算过程中V和V应保存16位. 3 82 . 北 京 科 技 大 学 学 报 年2 0 第0 期 4 P 10 A C D 〔 1 2 1 3 80 1 9 L F 1 8 P l l i n UI O 及 D 3 两2. 路开关量 给定 图 系统原l 理图 咭 F . 1 T h e P i rn e i P e l o f e 耐 盯o n t s e m t 精度 , 否 则不 能进入稳态 . 例 如 凡司.9 , =V 10 一路为联动信号 , 控制 系统收到联动信 号 前 , 不进行卷径和 电流的 计算 , 卷取 机 电流给定 为静张力 电流 , 此 电流给定 比较小 , 保证 不松带 即 可 ; 控制系统收到联动信号后 , 进行卷径及电 流 计算 , 根据张 力 电流和 动 态 电流 , 输 出 电枢电 流 . 另一 路 为退卷 信号 , 控制 系统 收到 退卷 信号 前 , 进行卷径 D , 及 电流计算 ; 控制 系统 收到 退 卷 信号后 , 电流给定 为静张 力 电流 , 并且 卷 径复 位 为初始卷径 . 2 . 4 1 个 r C 的存储片 E , P R O M 存放 电机参数和 静 张 力等系统 参数 . 为了 便于 更 换备件 , 保 证控 制板的可 移植性 , V , n , I 这 3 路模拟通道 的反 馈 系数 不 用 电位器 , 反 馈 系数通过键盘来 调 整 , 调 整后 的反 馈系数存放 在 E午R O M 中 . .2 5 1 个串行通讯口 与操作 台的 显示盒 进行通讯 , 接收张力设 定 并 且输 出卷径和 电流等参数 , 供操作 台 显示 . .2 6 5 位数码显示管和 3 个按键 设定 系统参 数和 显 示 卷径 电流 等状态量 . 3 滤波算法 .3 I F 和 n 的滤波 尾轧 机线 速 度 V 和 卷取 机 的转速 n 均采 用 测 速发电机检测 , 测速发 电机 的特 点是 : 成本低 , 易安装 , 现场运行可靠 性强 ; 缺 点是 检测 精度低 , 噪声大 . 为 了克服缺点 , 控制 系统除硬件采用阻 容滤波外 , 软件采用 R 一C 滤波算法 , 表达式如下 : V 二 凡 +V ( 1一凡 )玲 , (6 ) 其 中 , 玲 1为当 前采样线速度 . 在计 算机 内 V 的 单位名 称 为 b y Pe , 以下 V 均 为 计算机表达式 . 采 用 公式 ( 6) 时 , 应注 意保持精度 , 例 如 : 要 求 V 的 精度 为 8 位 时 , 运算过程 中 V和 嵘 : 应保存 16 位 b yP e , 玲 : = 14 b” e , 代入 ( 6 ) 式可 知 , V 永远等于 10 b y P e , 不 能达到 稳态 1 4 b yP e , 因此要保存运算 精度 . .3 2 卷径滤波 卷径 D 。 是张力 电流 的关键 , 如果 能保证 V 和 n 检测 的高精度 , 卷 径可 直接采用 以下 公 式 计算 , 没 必要进行滤波 , 户 为带钢滑差系数 . D a = 尸犷/ 兀 n ( 7 ) 实际运 行中 , V和 n 检测不是 由光码盘完成 的 , 不 能保证 V 和 n 检测 的高精度 , 因此必 须 进 行相应的滤波 . 考虑到卷径在单位 时间内不 能 突变 , 因 此 , 当 D 。 一 BD , 一 , < 占时 , D 。 计算 正确 ; 否 则 , D 。 二 D 、 一 +l 咨 , 通过 以上 滤波 , 实践证 明虽 然 不用光码盘测速 , 卷径 误差不 到 1 ~ . 3 3 动 态 电流滤波 由公 式 ( 3) 可 知 , 动态 电流与卷取机 的加速 度正 比 , 通过相 邻 2 次速度差 △n 除以 时 间 间 隔 (dr) 计算加速度 . 因 dt 为 20 m s , 在此 间隔 内 , 速 度 n 的变化很小 , n 的微小误差都可使nA 误差 相 当大 . 动态 电流采用滞环滤波算法 , 即 在劫 比 较 小 时 , 认为△n = 0 ; △n 大时 , △n 羊 0 . 这样 既保证 了恒速运行 时系统 的稳 定性 , 又保证 了 加速运 行 的动态响应 指标 . 几 与△n 的 关系如 图 2 所示 . 图 2 加速电流 与加速度 的关系 F 馆 . 2 T h e er 肠iot n s h iP be wt e n a c e l e ar t ec d c u爪 n t a n d