平整机延伸率和板形控制策略研究

摘要

随着经济的发展，冷轧带钢的市场需求量不断增加，用户对板带钢的质量也提出了更高的要求。为了提高带钢品质，更好的满足市场需求，世界各国纷纷引入先进的生产设备，提高带钢生产的工艺水平，因此平整机的研究和应用在轧制领域引起了热潮。平整是保证冷轧带钢成品质量的最后一道工序，延伸率是衡量带钢质量的力学性能指标。目前平整机对板带的平直度控制中，存在最大的问题就是各种各样的板形缺陷，因此对板形和延伸率的控制策略进行研究具有重大的实际意义。
　　本文首先对平整机的基本知识、工艺流程、控制方式进行了介绍，在此基础上对延伸率控制系统的特点、影响因素和组成结构进行了详细分析。根据运动学平衡理论和轧制变形理论，构建了辊缝式液压压下调节延伸率和张力式调节延伸率系统的模型。其次根据平整后带钢存在的板形缺陷，对液压弯辊系统的原理和基本组成进行了研究，建立了液压弯辊系统的数学模型。
　　由于平整轧制过程复杂且干扰量较多，考虑到来料厚度不同和一些不可测因素的影响，在建立了延伸率控制系统模型的基础上，采用常规PID与自适应模糊PID控制算法对延伸率进行调节，对仿真结果进行对比分析，得出了自适应模糊PID算法的优越性。模糊自适应PID算法实现了不同厚度带钢的参数自调节，提高了平整机延伸率的控制精度，满足工程需求。
　　根据液压弯辊系统需要快速、连续跟踪弯辊力设定值的特点，本文引入了CMAC与PID复合控制算法。并对CMAC与PID复合控制算法的基础知识和控制结构进行了分析，成功应用于平整机液压弯辊系统中。实践证明传统的PID控制很难满足精度要求，CMAC与PID复合控制策略提高了液压弯辊系统对弯辊力的跟踪精度，加快了系统的响应速度，改善了系统的性能指标，提高了系统稳定性，有效的消除了带钢中存在的板形缺陷，得到了良好的控制效果。

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第一章 绪论

1 .1 课题研究的背景及其意义

1 .2 平整机的发展与现状

1 .3 智能控制简介

1 .4 本课题主要内容

1 .5 本文的章节安排

第二章 平整机延伸率及板形控制的理论基础

2 .1 平整与带钢力学性能的关系

2 .2 平整工艺

2 .3 平整机延伸率控制的理论基础

2 .4 平整机延伸率控制策略

2 .5 平整机上板形控制的基本知识

2 .6 板形调节手段

2 .7 本章小结

第三章 平整机延伸率和板形控制系统建模与研究

3 .1 平整机板形和延伸率的控制

3 .2 平整机轧制力调节延伸率系统的模型

3 .3 平整机张力调节延伸率控制系统模型的建立

3 .4 液压弯辊控制系统的分析与建模

3 .5 倾斜控制系统的研究

3 .6 本章小结

第四章 平整机延伸率系统控制算法的研究

4.1 PID控制算法的介绍

4 .2 模糊算法的研究

4.3 延伸率系统模糊自适应PID控制器的建立

4 .4 仿真结果与分析

4 .5 本章小结

第五章 小脑神经网络与PID复合控制算法研究

5 .1 小脑神经网络算法概述

5.2 CMAC神经网络结构

5.3 CMAC网络工作原理

5.4 CMAC网络学习算法

5.5 液压弯辊系统CMAC与P ID复合控制算法研究

5 .6 本章小结

第六章 结 论

6 .1 总结

6 .2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果