4200mm轧机液压AGC控制系统研究

摘要

1995年英国DAVY公司将舞钢4200mm轧机改造成液压厚度控制(Hydraulic Automatic Gauge Control)系统,并实现计算机数字控制,在实时性和处理能力方面得到很大的改善。然而,经过多年的生产运行,该系统已经趋于老化,可靠性降低,旧系统已无法满足生产要求,急需进行升级改造。 本论文是舞钢4200mm轧机改造项目的研究成果。本文首先分析了新系统的硬件结构。虽然整个系统仍然沿用多处理器和工业以太网结构,以VMEbus为基础。但是在硬件核心部分SSC(单机架控制器),使用功能更优的Intelx86系列(VMIC)嵌入式单板机取代了旧的Motorola 68k系列,VMEbus也扩展为64位。 然后,本文先从硬件和软件两方面对系统做简要分析,接着着重研究控制系统数学模型。HAGC为典型的压力—位置反馈控制系统。分别对APC和AGC系统进行了仿真研究。并对PID控制的设计方法进行了仿真。 本文对位置—压力反馈相结合的液压AGC系统进行了仿真,同时对PID控制器的算法进行了研究,这不仅是一种较好的尝试,同时对其他相关研究也具有一定的指导意义。

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引言

第1章绪论

1.1 HAGC系统原理

1.1.1 HAGC系统组成

1.1.2 HAGC控制的基本形式

1.1.3国内外HAGC发展状况

1.2课题来源

1.3研究意义

第2章舞阳4200mm宽厚板轧机系统简介

2.1轧机HAGC系统

2.1.1硬件配置

2.1.2软件配置

2.1.3 SSC模块配置

2.2 AGC系统硬件的改造升级

2.2.1人机界面接口升级

2.2.2 Level Ⅰ基础自动化系统升级

2.2.3 Level Ⅱ过程自动化系统升级

第3章轧机HAGC系统数学模型的建立

3.1 HAGC系统数学模型

3.2系统动态性能分析

第4章HAGC系统动态性能的仿真

4.1传递函数的计算

4.1.1阀控缸传递函数

4.1.2伺服阀传递函数

4.1.3直流伺服放大器增益

4.1.4位移传感器的传递函数

4.1.5压力传感器的传递函数

4.2 PID控制器

4.3 Matlab仿真分析

4.3.1 APC系统仿真分析

4.3.2 AGC系统仿真分析

4.4 PID校正器设计方法

4.4.1一般数学模型拟合成带延迟的惯性环节

4.4.2动态特性参数法的PID校正器设计

4.4.3 Cohen-Coon整定公式的PID校正器设计

4.4.4最优控制(误差积分指针最优)的PID校正器设计

4.5 AGC系统的模糊PID参数自整定调节

4.5.1确定所研究对象、论域、模糊集合和隶属度函数

4.5.2建立参数模糊调整规则表

4.5.3利用Matlab中的模糊逻辑工具箱进行仿真

结论

参考文献

附录

在学研究成果

致谢