冷连轧机厚控系统加减速油膜厚度补偿控制的研究

摘要

对于高精度冷连轧厚度自动控制技术，国外已经达到了较高的水平，我国在这方面也取得了一定成果，但同发达国家相比仍存在差距。本文以江苏省张家港1450五机架冷连轧机为背景，研究了轧机支撑辊油膜轴承油膜厚度对带钢轧出厚度的影响，根据相对油膜厚度的变化研究了相应的补偿控制方法，在此基础上设计了考虑油膜厚度补偿的厚度反馈式AGC系统。最后对加减速厚度补偿控制的两种控制方法做了理论研究，并分析了两种方法的特点，明确了进行厚度补偿控制时的运算步骤和理论模型。 首先，提出了油膜厚度对轧出厚度的影响，当轧制速度升高时，轧出厚度变薄，反之变厚。在参考各种油膜厚度算法模型的基础上，给出了相对油膜厚度的两种算法。 第一种是用Reynolds方程的改进式进行油膜厚度补偿，采用实测数据根据最小二乘法回归出了其中的系数，并用根据雷诺改进式算得的油膜厚度值和实测值进行了数据拟合处理，可以看到达到了很好的拟合程度，1450五机架冷连轧机采用这种方法进行油膜厚度补偿。 第二种方法是查表插值算法，就是通过构建油膜厚度补偿表，利用查表法并结合插值方法得到实际系统的油膜厚度补偿值。其次，相对油膜厚度算法的得出，为相应的厚度控制算法研究创造了条件。考虑油膜厚度补偿的厚度控制系统采用了辊缝内闭环控制、厚度外闭环控制结合油膜厚度补偿的结构形式，最终通过应用到1450冷轧机上后，使之具有了较高精度和较稳定的带钢轧出厚度的性能。 最后，对加减速厚度补偿控制进行了研究，控制方法有两种，第一种方法就是直接计算法，就是直接用轧制理论公式构建非线性方程组，通过牛顿迭代法求解，提高了分析精度。第二种是隐函数求导法，就是用公式推导的方法得出辊缝调节量和加速度的关系式，然后进行辊缝调节，这种方法应用方便。并构建了一个加减速时厚度补偿控制系统，它是一种辊缝内闭环控制与厚度外闭环控制相结合，再加上辊缝补偿控制的一种反馈式控制系统。其中补偿系统有油膜厚度补偿和摩擦系数补偿同时进行的辊缝补偿。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2冷连轧机厚度控制及油膜厚度补偿控制的研究状况

1.2.1带钢冷连轧技术的发展概况

1.2.2冷连轧机油膜厚度补偿控制的研究状况

1.3课题来源及研究意义和内容

1.3.1课题来源及研究目的和意义

1.3.2课题主要研究内容

第2章1450冷连轧机厚度自动控制(AGC)基础

2.1板带轧机厚度控制基本原理

2.1.1轧机的弹塑曲线(P-h)图

2.1.2影响带材出口厚度的因素

2.1.3轧机等效纵向刚度

2.2自动厚度控制方法

2.2.1轧机厚度前馈自动控制

2.2.2轧机厚度反馈自动控制

2.2.3轧机流量AGC自动控制

2.2.4调节速度的前馈控制

2.2.5调节速度反馈控制

2.2.6其他的厚度自动控制

2.3 1450冷连轧机基本参数

2.4本章小结

第3章Renolds公式及系数的回归处理研究

3.1 Renolds油膜厚度计算模型

3.1.1 Reynolds基本公式

3.1.2改进的Reynolds公式

3.2利用假设的实测油膜厚度数据对油膜厚度公式的回归处理

3.2.1一次完成最小二乘法

3.2.2假设的实测油膜厚度数据的产生过程

3.2.3油膜厚度公式回归处理的研究

3.3本章小结

第4章1450冷连轧机Renolds改进公式系数的回归处理及油膜厚度补偿控制原理

4.1利用现场实际采集到的数据对油膜厚度公式进行回归处理

4.1.1现场数据的采集与处理

4.1.2油膜厚度公式进行回归处理

4.2油膜厚度补偿控制算法的原理及框图

4.3本章小结

第5章油膜厚度补偿控制的实现及厚度控制系统的设计

5.1厚度式反馈AGC及其原理

5.1.1厚度AGC简介

5.1.2具有油膜厚度补偿控制的厚度控制系统基本结构

5.2油膜厚度补偿控制的实现

5.2.1油膜厚度补偿控制的公式法实现

5.2.2查表法在油膜厚度补偿控制算法的实现

5.3具有油膜厚度补偿控制的厚度控制系统实验研究结果

5.4本章小结

第6章加减速时厚度补偿控制方法研究

6.1利用直接计算法实现加减速时厚度补偿控制研究

6.1.1非线性方程组求解方法—牛顿迭代法

6.1.2实现厚度补偿控制的基本步骤研究

6.2利用隐函数求导法实现加减速时厚度补偿控制研究

6.3加减速时厚度自动控制系统研究

6.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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