冷连轧AGC系统轧辊偏心补偿控制方法研究

摘要

在冷连轧生产过程中，轧辊偏心现象会对冷轧板的厚度均匀性产生不良影响，这直接会影响到冷轧产品的质量和企业经济效益。对轧辊偏心进行补偿能够有效提高带钢的厚度精度。因此研究冷连轧过程中轧辊偏心补偿控制方法是十分有必要的。 本文对冷连轧AGC（Automatic Gauge Control，AGC）系统中轧辊偏心补偿控制进行了研究，主要研究内容如下: (1)以某冷轧薄板厂五机架冷连轧机组为研究背景，介绍了冷连轧生产的工艺过程、冷连轧生产的设备组成及仪表配置情况，分析了轧辊偏心现象在冷连轧生产过程产生的影响，确定采用机架间张力信号作为偏心信号的源信号。在对比分析生产过程中张力的控制方法优缺点基础上，推导出张力与工作辊辊缝之间的关系，并证明了从张力信号中提取偏心信号进行偏心补偿是可行的。从单个支撑辊的两种轧辊偏心信号的产生原因着手分析，对其进行数学模型的建立，并根据叠加定理，推导得到整个辊系的偏心模型。 (2)根据该冷连轧机组现场实际情况，建立了板带轧机液压压下系统控制系统数学模型，针对传统采用PID控制器补偿轧辊偏心时存在的相位滞后问题，提出了采用重复控制的思路，设计了轧辊偏心补偿控制系统。 (3)利用小波变换的方法对带钢的张力信号进行处理，得到轧辊偏心信号。分别用传统的PID控制器和重复控制器对辨识出的偏心信号进行补偿并仿真验证，证明采用重复控制器的偏心补偿效果确实要好于PID补偿方法。

目录

声明

摘要

1．1研究背景和意义

1．2轧辊偏心补偿控制的研究现状及发展动态

1．3重复控制的研究现状及发展动态

1．4轧辊偏心控制现存的主要问题

1．5本文研究内容

第2章冷连轧工艺及轧辊偏心影响分析

2．1冷连轧生产工艺特点

2．2冷连轧生产工艺流程图

2．3厚度控制基础理论

2．3．1轧机的弹性形变与弹跳方程

2．3．2轧件的塑性形变与塑性方程

2．3．3 P-H图

2．4轧辊偏心的影响

2．4．1轧辊偏心信号的成因及特点

2．4．2轧辊偏心对带钢出口厚度的影响

2．4．3轧辊偏心对轧制力的影响

2．4．4轧辊偏心对带钢张力的影响

2．5本章小结

第3章轧辊偏心模型建立

3．1冷连轧生产中张力控制技术研究

3．1．1张力制度的确定

3．1．2机架间张力控制

3．1．3机架间张力控制效果

3．2轧辊偏心模型

3．2．1单个轧辊偏心的情况

3．2．2两个轧辊偏心的情况

3．2．3四个轧辊偏心的情况

3．2．4轧辊偏心的统一模型

3．3本章小结

第4章基于重复控制轧辊偏心补偿控制研究

4．1冷连轧轧机液压压下控制系统的传递函数

4．2重复控制

4．2．1内模原理

4．2．2改进的重复控制

4．2．3稳定性条件

4．3重复控制系统稳态性能分析

4．4重复控制器设计

4．5本章小结

第5章轧辊偏心补偿控制仿真分析

5．1轧辊偏心信号的处理

5．1．1小波变换法AGC系统设计

5．1．2轧辊偏心信号处理结果

5．2基于重复控制的轧辊偏心仿真研究

5．3本章小结

第6章结论与展望

参考文献

致谢