热连轧机液压AGC-活套控制系统的设计与仿真

摘要

热轧带钢是一种广泛应用于工业的原料，热连轧过程中张力的控制精度直接影响带钢厚度、宽度等尺寸指标。因此，稳定的张力控制是板带尺寸精确控制的基础。目前绝大多数热连轧机组在前后两轧机间安装了活套装置，用以缓解各种扰动对张力带来的影响。为了保证带钢出口厚度的精度，自动厚度控制系统(AGC automatic gauge control)负责控制纵向辊系以调整辊缝，也是保证带钢尺寸精度的关键。在工作状态下AGC的快速动作会影响到热连轧带钢的秒流量，因此与活套系统产生了耦合。目前，针对活套的控制方法中比较典型的有传统PI控制、H∞控制、自适应控制等，但往往是将AGC和活套两个子系统分开控制，没有考虑AGC对活套张力的影响。本文参考了大量国内外文献资料，针对AGC和液压活套各自的系统模型特点，建立了AGC-活套综合系统的模型;在此基础上，以厚度、活套张力和活套高度作为综合系统的控制变量，在逆系统控制、H∞控制等方面做了探索性研究。为了验证所建立模型的准确性和控制算法的有效性，结合实际数据，将所设计的控制方法应用于综合模型上进行仿真验证，结果表明本文所建立的AGC-活套综合系统模型具有较高精度，且设计的控制器有较好的鲁棒性和解耦效果。

目录

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摘要

1．1 课题背景及意义

1．2 热连轧过程概述

1．3 国内外研究现状

1．3．1 AGC控制系统研究现状

1．3．2 活套控制系统研究现状

1．3．3 AGC-活套综合控制系统研究现状

1．3．4 未来发展趋势

第2章 热连轧液压活套系统的建模与仿真

2．1 液压活套阀控缸系统模型

2．1．1 阀控缸系统模型

2．1．2 伺服阀流量特性分析

2．1．3 伺服阀与液压缸的流量关系

2．1．4 液压缸动态特性建模

2．1．5 仿真结果分析

2．2 液压活套张力系统和高度系统的建模

2．2．1 活套张力系统的建模

2．2．2 活套高度系统的建模

2．2．3 液压活套系统模型的传递函数

2．2．4 仿真分析

2．3 本章小结

第3章 热连轧AGC-活套系统的建模与仿真

3．1 轧机液压AGC系统的建模

3．1．1 液压伺服压下系统的工作原理

3．1．2 液压AGC系统的关键方程

3．2 轧机液压AGC-活套系统的建模

3．3 本章小结

第4章 热连轧机AGC-活套系统的鲁棒逆控制

4．1 AGC-活套逆系统

4．2 基于逆系统理论的鲁棒控制器设计

4．3 鲁棒稳定性分析

4．4 仿真实验

4．5 本章小结

第5章 热连轧机AGC-活套系统的H∞控制策略

5．1 传统控制方案

5．2 AGC-活套系统的H∞控制器设计

5．3 基于矩阵不等式的H∞控制器设计

5．4 本章小结

6．1 全文工作总结

6．2 未来工作展望

致谢

参考文献

附录