单机架四辊可逆冷轧机自动厚度控制系统研究

摘要

对于高精度冷轧厚度控制技术，国外已经达到了较高的水平，我国在这方面虽然也取得了一定成果，但由于整体工艺装备技术落后，高精度轧制技术同发达国家相比仍存在较大差距，在实际应用中尚有许多问题需要解决。本文以某钢厂四辊可逆冷轧机计算机控制系统项目为背景，针对该轧机液压厚度控制系统统进行了深入研究。
　　研究了轧机液压厚度自动控制系统原理，分析了带钢冷轧过程中初始辊缝、轧机刚度、入口厚度和变形抗力等对成品厚度的影响。
　　分析了单机架冷轧机的厚度控制系统。研究了厚度控制的内环，即液压辊缝控制系统。建立了包括前馈AGC、厚度计AGC、监控AGC以及各种补偿控制在内的综合的单机架冷轧机厚度控制策略。
　　在建立液压辊缝控制系统模型的基础上，分别建立了常规监控AGC与Smith预估监控AGC的系统模型，利用Matlab进行仿真，比较控制效果。结果表明Smith-AGC控制效果明显优于常规监控AGC。
　　将广义预测控制理论引入到监控AGC系统，并对其进行了深入研究。建立了Smith预估监控AGC系统模型和基于广义预测控制的监控AGC模型。通过Matlab仿真比较两种控制器的控制效果。结果表明基于广义预测的监控AGC具有更好的鲁棒性及抗干扰能力。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 厚度控制技术概况

1．2．1 单机架冷轧机厚度控制方法

1．2．2 厚度控制技术发展方向

1．3 厚度控制技术研究的意义

1．4 预测理论概述

1．4．1 预测控制基本原理

1．4．2 预测控制的分类

1．4．3 预测控制在厚度控制中应用的必要性

1．4．4 广义预测控制理论

1．5 本文主要研究内容

第2章 厚度自动控制原理

2．1 厚度控制的理论基础

2．1．1 弹跳方程与金属压力方程

2．1．2 弹塑性曲线(P-h图)

2．2 影响带钢厚度的因素

2．2．1 初始辊缝对厚度的影响

2．2．2 轧机刚度对厚度的影响

2．2．3 入口厚度对出口厚度的影响

2．2．4 轧件变形抗力对厚度的影响

2．3 本章小结

第3章 单机架可逆冷轧机厚度控制系统

3．1 液压辊缝控制系统

3．1．1 双侧位置控制

3．1．2 总轧制力控制

3．1．3 单侧独立控制

3．1．4 倾斜控制

3．2 单机架可逆冷轧机厚度控制策略

3．2．1 前馈AGC

3．2．2 厚度计AGC

3．2．3 Smith预估监控AGC

3．2．4 AGC补偿控制

3．5 本章小结

第4章 监控AGC建模及仿真

4．1 HGC系统传递函数的建立

4．1．1 PID控制调节器模型

4．1．2 伺服放大器的传递函数

4．1．3 电液伺服阀传递函数

4．1．3 液压缸和负载传递函数

4．1．4 位移传感器

4．2 HGC频率特性

4．3 监控AGC和Smith-AGC仿真及分析

4．3．1 滞后时间失配

4．3．2 轧件塑性系数失配

4．4 本章小结

第5章 广义预测理论在AGC中的应用

5．1 基于广义预测的监控AGC系统

5．1．1 预测系统模型

5．1．2 预测系统的滚动优化

5．1．3 预测系统的反馈矫正

5．2 仿真控制效果分析

5．2．1 模型匹配时的控制效果

5．2．2 模型失配时的控制效果

5．3 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢