冷轧机板形预测控制的研究

摘要

板带材是国民经济各部门中应用最广泛的钢材。随着汽车工业、建筑业、家电工业和高精度仪器工业的迅速发展，用户对冷轧板带材的质量提出了更高的要求。实现板形的高精度控制是提高冷轧机板带材质量的关键技术之一，也是冷轧机板带材自动控制领域世界范围关注的主要难题之一。
　　在板形闭环控制系统中，板形检测仪一般安装在距末机架出口3-5m处，在低速过渡轧制过程中板形检测信号明显滞后，导致带钢头尾很长一段（有时长达数百米）板形较差。研究板形预测控制和板形自动控制，具有重要的实际应用价值。
　　本文系统分析了宝钢某1420mm五机架六辊冷连轧机板形闭环控制系统的构成及其控制规律，深入研究板形表示方法、常见的板形缺陷及将其消除的控制策略。提出了基于小波分析的板形模式识别方法，并采用最小二乘法确定一次板形分量和二次板形分量。建立了板形分量的多元线性回归模型，采用带有遗忘因子的递推最小二乘法估计出模型系数，给出了板形滚动优化控制算法，得到局部最优控制量，有效的消除了板形缺陷。
　　利用Matlab软件平台编写了板形预测控制程序，采用实际轧制数据进行仿真实验。仿真结果表明，本文所建立的板形预测控制系统具有良好的控制效果，改善了低速过渡轧制过程中的板形质量，具有一定的工程指导意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 板形控制发展现状

1．2．1 冷轧机型和辊形的发展

1．2．2 板形控制算法的发展

1．2．3 板形控制的关键问题

1．2．4 板形控制的发展方向

1．3 本文的主要工作

第2章 板形控制基础知识

2．1 板形的基本概念

2．1．1 良好板形的几何条件

2．1．2 板形表示方法

2．1．3 板形缺陷分类

2．2 影响板形的主要因素

2．2．1 轧制力变化对板形的影响

2．2．2 来料板凸度对板形的影响

2．2．3 轧辊热凸度变化对板形的影响

2．2．4 初始轧辊凸度对板形的影响

2．2．5 板宽变化对板形的影响

2．2．6 张力对板形的影响

2．2．7 轧辊接触状态对板形的影响

2．3 板形控制

2．3．1 板形控制系统

2．3．2 液压弯辊控制

2．3．3 轧辊横移

2．3．4 轧辊分段冷却

2．4 板形测量

第3章 板形预测模型

3．1 板形模式识别的基本知识

3．1．1 板形模式识别的基本原理

3．1．2 板形模式识别特点

3．2 基于小波分析的板形模式识别

3．2．1 小波理论简介

3．2．2 小波去噪算法

3．2．3 板形模式识别

3．3 板形预测模型

3．3．1 基于多元线性回归的板形模型

3．3．2 带有遗忘因子的递推最小二乘法

3．4 仿真实验及结果分析

3．4．1 仿真实验

3．4．2 仿真实验

3．5 本章小结

第4章 板形预测控制算法

4．1 预测控制基本原理

4．2 滚动优化算法

4．2．1 基本算法

4．2．2 丢番图方程递推求解

4．3 仿真实验及结果分析

4．4 本章小结

第5章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢