热连轧机厚度控制系统的智能控制研究

摘要

板厚精度是板带材的重要指标之一，板厚控制也是轧制领域中核心技术之一。厚度自动控制系统(Automatic Gauge Control System，简称AGC系统)是轧机自动化系统中不可或缺的一部分，但由于轧制工艺的复杂性，AGC系统参数存在不确定性，要建立精确的数学模型比较困难，采用智能技术为轧机厚度自动控制提供了一种有效途径。高精度轧制成为了目前轧制技术的一个重要发展方向，这也对液压AGC系统的控制精度有了更高的要求。
　　本课题以山东省猎鹰翼板厂的热连轧液压AGC自动厚度控制系统项目为背景，主要做了以下几方面的研究工作:
　　1.在分析液压AGC系统工作特点的基础上，对热连轧机液压厚度自动控制(AGC)系统进行理论分析，确定系统的控制方案。
　　2.对猎鹰翼板厂的液压AGC系统进行全面分析，将系统进行合理简化，建立该系统的数学模型。
　　3.为AGC系统的主要部件进行了实际选型。
　　4.利用Simulink软件对液压AGC系统进行仿真研究，分析系统的动、静态特性。为系统设计PID控制器，对系统进行校正，使系统的动、静态特性达到设计的要求。
　　5.根据液压AGC系统的特点，采用模糊自适应PID、混合型模糊-PID及PID三种控制策略分别对AGC系统进行智能控制，并对三种控制策略下的性能进行了比较分析。
　　研究结果表明，模糊自适应PID控制效果最好，满足系统响应快，精度高的要求。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 板厚控制技术的发展及国内外研究现状

1．3 热连轧轧过程简述

1．4 液压AGC控制系统概述

1．4．1 液压AGC控制系统

1．4．2 轧机液压AGC系统的特点

1．5 研究轧机厚度控制系统的目的和意义

1．6 课题研究的主要内容

第2章 AGC厚度控制基本理论

2．1 轧机弹塑曲线

2．1．1 弹跳模型的基本概念

2．1．2 轧机基本模型

2．1．3 轧机的弹跳曲线和弹跳方程

2．1．4 轧机弹塑曲线及其应用

2．1．5 热轧带钢厚差产生的原因

2．2 厚度波动分析

2．3 板厚控制的基本途径

2．4 热连轧AGC的控制方式及原理

2．4．1 绝对值AGC

2．4．2 反馈AGC

2．4．3 前馈AGC

第3章 精轧机组液压AGC系统设计分析

3．1 主要设计参数计算

3．2 系统工作技术参数确定

3．3 主要元件选型设计计算

第4章 液压AGC系统的建模与仿真

4．1 液压AGC系统结构

4．2 液压AGC系统动态模型的建立

4．2．1 伺服阀基本方程

4．2．2 AGC系统的传递函数

4．2．3 其他元件的基本方程

4．3 仿真分析

4．3．1 仿真软件--Simulink简介

4．3．2 主要参数的确定

4．3．3 系统的仿真

4．4 PID校正

4．4．1 PID概述

4．4．2 PID控制原理

4．4．3 PID控制参数的整定

4．4．4 PID仿真

第5章 AGC的智能控制

5．1 模糊控制

5．1．1 模糊控制简介

5．1．2 模糊控制的发展

5．1．3 模糊控制的特点

5．1．4 模糊控制的基本原理

5．1．5 模糊控制器的设计

5．1．6 模糊控制模型的建立与仿真

5．2 模糊-PID控制

5．3 模糊自适应PID控制

5．4 三种PID控制的比较

第6章 结论

参考文献

致谢