在钢铁轧制时,针对轧机单辊传动系统上下轧辊拖动电机速度响应慢、同步性能较差的问题,设计了一种基于单神经元自适应PID神经网络的负荷平衡控制器与负荷观测器相结合的控制策略。在该控制策略中,负荷观测器观测出来的上下轧辊实际负载量作为负荷平衡控制器的输入,同时前馈补偿的加入能够抑制电机的速度波动。仿真结果表明,负荷观测器的加入对电机速度响应时间和同步误差改善效果明显,轧制前电机到达稳态的响应时间缩短了近26.5%。轧制时电机回到稳态的响应时间缩短了近16.5%,同步误差绝对值最大值减小了78%,同步性能得到了有效改善。

为了解决轧机单辊传动系统负荷不平衡问题,首先采用交叉耦合结构实现对双电机的控制,然后在此基础上,设计了新的负荷平衡控制器,该控制器采用模糊PID控制方法,并将传动轴扭矩差与工作辊转速差作为负荷平衡控制器的输入量,同时为了提高电机的同步性能,设计了模糊PID跟踪控制器。最后通过Simulink仿真工具来验证负荷平衡控制器对双电机同步控制效果的影响。仿真结果表明,与将电机电枢电流差作为负荷平衡控制器的输入量,模糊PID或传统PID作为控制器算法的控制策略相比,将传动轴扭矩差与工作辊转速差两个量作为负荷平衡控制器的输入量,模糊PID作为控制器算法的控制策略可以减小超调量,加快响应速度,保证了上下辊出力均衡,同时也能使电机在安全范围内保持平衡。