基于测厚仪监控的厚控系统动态建模及其鲁棒H_∞控制器设计

摘要

为得到高精度的轧机机电液系统整体动态模型,将先进的控制理论应用于传统的轧制领域和提高板带产品质量精度,建立四辊轧机厚度控制系统动态模型,包括轧制过程模型、机架-辊系动态模型和液压伺服系统模型,将三个模型耦合并线性化,得到四辊轧机厚控系统多输入多输出(Multiple input multiple output,MIMO)线性化传递函数模型。考虑最终板厚质量指标,简化MIMO系统,得到基于测厚仪监控的板厚控制系统模型。利用H∞混合灵敏度鲁棒控制理论,采用遗传算法优化选取加权函数,设计H∞鲁棒控制器。仿真研究结果及与常规比例积分微分(Proportional integral derivative,PID)控制效果的比较表明,所设计的控制器对于厚度控制系统的外界扰动和参数不确定性具有较好的抑制性能,提高了测厚仪监控厚度控制系统的动态性能和稳定性。