發(fā)布時(shí)間：2024-05-16 21:58

　　在鋼鐵冶金工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),鋼包作為生產(chǎn)流程中的過渡容器與中間冶煉設(shè)備,其內(nèi)壁厚度是重要的參數(shù)信息。鋼包壁厚的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于鋼水溫度控制、防止漏鋼事故、提高鑄坯質(zhì)量以及節(jié)約生產(chǎn)成本等均有直接影響。掌握鋼包內(nèi)壁侵蝕情況,及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性的維護(hù),從而延長(zhǎng)鋼包使用壽命。因此,準(zhǔn)確地測(cè)量鋼包壁厚具有實(shí)際意義。因連鑄生產(chǎn)中鋼包內(nèi)盛滿熔融鋼水,其內(nèi)壁一直處于高溫狀態(tài),同時(shí)鋼包在各工位間由行車吊運(yùn),其放置位置難以確定,以及多灰塵、強(qiáng)干擾等惡劣環(huán)境均給鋼包壁厚測(cè)量帶來困難,使得電容、電阻、熱電偶、超聲和模型推演計(jì)算等方法無法準(zhǔn)確測(cè)量鋼包壁厚。目前,冶金現(xiàn)場(chǎng)主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)估算的方式獲取現(xiàn)場(chǎng)鋼包壁厚,具有很強(qiáng)的猜測(cè)性,難以保證測(cè)量精度。針對(duì)鋼包壁厚難以準(zhǔn)確測(cè)量,本文設(shè)計(jì)一種基于激光定位與掃描的鋼包壁厚測(cè)量系統(tǒng),主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于激光定位與掃描的鋼包壁厚測(cè)量方法。本文提出一種基于激光定位與掃描的鋼包壁厚測(cè)量方法,利用定位激光檢測(cè)確定被測(cè)鋼包所處的空間坐標(biāo),再由執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)測(cè)量激光掃描鋼包內(nèi)壁面,根據(jù)空間坐標(biāo)關(guān)系,將鋼包內(nèi)壁面各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維映射為鋼包壁厚數(shù)值,最后將重建后的鋼包壁厚數(shù)值與鋼包初始狀態(tài)對(duì)比,...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外鋼包壁厚研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電容法
        1.2.2 電阻法
        1.2.3 熱電偶法
        1.2.4 超聲波法
        1.2.5 模型推演計(jì)算法
        1.2.6 激光測(cè)距法
        1.2.7 其他檢測(cè)法
    1.3 主要內(nèi)容及章節(jié)安排
2 鋼包壁厚測(cè)量系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    2.1 激光測(cè)距原理
        2.1.1 脈沖法測(cè)距
        2.1.2 三角法測(cè)距
        2.1.3 干涉法測(cè)距
        2.1.4 相位法測(cè)距
    2.2 鋼包壁厚測(cè)量方案
        2.2.1 測(cè)量流程及原理
        2.2.2 測(cè)量模式
    2.3 鋼包壁厚測(cè)量系統(tǒng)硬件組成
    2.4 激光測(cè)距傳感器選型
3 鋼包壁厚計(jì)算方法及軟件設(shè)計(jì)
    3.1 鋼包位置定位
        3.1.1 定位方案選擇
        3.1.2 鋼包定位原理
    3.2 三維重建原理
        3.2.1 坐標(biāo)系建立
        3.2.2 測(cè)量坐標(biāo)系中測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算
        3.2.3 測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
    3.3 鋼包內(nèi)壁厚度計(jì)算方法
        3.3.1 鋼包基準(zhǔn)模型的建立
        3.3.2 測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)模型對(duì)比
    3.4 鋼包壁厚測(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        3.4.1 軟件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
        3.4.2 軟件系統(tǒng)運(yùn)行流程
        3.4.3 人機(jī)交互界面
4 基于模糊PID的掃描平臺(tái)步進(jìn)控制
    4.1 掃描平臺(tái)結(jié)構(gòu)
    4.2 步進(jìn)電機(jī)原理及選型
        4.2.1 步進(jìn)電機(jī)特點(diǎn)
        4.2.2 步進(jìn)電機(jī)選型
        4.2.3 三相混合式步進(jìn)電機(jī)工作原理
    4.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型
    4.4 步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        4.4.1 步進(jìn)電機(jī)控制方式選擇
        4.4.2 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    4.5 基于模糊PID的步進(jìn)電機(jī)位置控制
        4.5.1 PID控制基本原理
        4.5.2 模糊控制基本原理
        4.5.3 模糊PID控制基本原理
    4.6 基于模糊PID的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)仿真
        4.6.1 步進(jìn)電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        4.6.2 模糊PID控制器設(shè)計(jì)
        4.6.3 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)仿真
5 鋼包壁厚測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及誤差分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)室調(diào)試
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試
    5.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 測(cè)量工位的選取
        5.2.2 鋼包壁厚測(cè)量系統(tǒng)安裝位置及保護(hù)措施
        5.2.3 現(xiàn)場(chǎng)鋼包測(cè)量
    5.3 系統(tǒng)誤差分析
6 結(jié)論與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3974968