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四辊轧机辊缝控制系统液压变参数问题的研究

作　者: 怀猛
导　师: 金晓宏
学　校: 武汉科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 四辊轧机液压辊缝控制液压位置控制液压变刚度阻尼比
分类号: TG333.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 242次
引　用: 3次
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内容摘要

厚度与板形精度是板带产品的两大质量指标。目前随着轧制理论、控制理论和人工智能理论的发展,以及它们在轧制过程中的应用,使得板带产品的厚度精度与板形指标有了很大提高,然而,对单个机架轧机采用专门的控制技术,实现微米级带材精度的控制,仍是目前板厚控制领域研究的热点问题之一。板带轧机的控制非常复杂,其负载力大、扰动因素多、扰动关系复杂但同时对控制精度和响应速度要求很高,轧制过程是一个复杂的多变量强耦合非线性过程,各变量之间相互作用和影响密切。由于工况的改变,液压缸行程发生改变,使系统刚度及阻尼等参数发生变化,使系统在全工况范围内不能保持基本一致的响应时间和较高的控制精度。本文以武钢1700mm五机架冷连轧机机组的第一机架液压AGC作为研究对象,对液压变参数的范围、影响和补偿控制进行了研究,具体工作可归纳为以下几个方面:(1)概述了自动厚度控制的基本理论和变刚度AGC的控制策略,分析了该轧机应用的传统AGC的控制原理。(2)根据实际的物理模型,建立了液压APC模型和传统的前馈及监控AGC数学模型,并给出了系统的主要参数。(3)在建立的仿真模型的基础上利用基于MATLAB的Simulink工具箱进行了数字仿真,讨论了AGC系统中电液伺服阀固有频率、液压缸行程和负载阻尼等参数变化时系统的特征及其对系统控制精度与稳定性的影响,通过仿真值与实测值的对比验证了所建模型的正确性。(4)针对变参数系统的刚度变化和阻尼比相对较小的问题,在满足系统全工况范围内上升时间趋于一致的目标下,提出了应用滞后校正和位移微分正反馈校正的综合校正措施。进而通过仿真分析得出了经过校正后的系统具有更高的控制精度的结论。本文针对APC系统具有参数变化的特点,探讨了液压APC系统参数的变化对厚度控制精度的影响,在保证系统在全工况范围内响应时间基本一致的前提下,采用了滞后校正和位移微分正反馈校正的综合校正措施,为现场轧制提供了一种新的解决方案。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-12
  1.1 引言  8
  1.2 板厚控制综述  8-9
  1.3 国内外AGC 研究与实现现状  9-10
  1.4 课题的提出  10-11
  1.5 本课题的主要研究内容  11-12
第二章 AGC 理论基础  12-29
  2.1 液压AGC 概述  12
  2.2 板带轧机轧制理论  12-15
    2.2.1 机座的弹性变形及弹跳方程  12-13
    2.2.2 轧机弹－塑曲线（P-h 图）  13-15
    2.2.3 轧机弹－塑曲线（P-h 图）的应用  15
  2.3 板带轧机AGC 变刚度控制  15-22
    2.3.1 变刚度的含义  15-16
    2.3.2 位置闭环下的轧机变刚度AGC 控制策略  16-22
  2.4 冷连轧机传统液压AGC 及其控制原理  22-28
    2.4.1 厚度计式AGC (GM-AGC )  23-25
    2.4.2 前馈式AGC(FF-AGC)  25-27
    2.4.3 监控AGC 系统  27-28
  本章小结  28-29
第三章液压AGC 系统数学模型的建立  29-46
  3.1 液压APC 系统的数学模型  29-41
    3.1.1 APC 的液压控制模式  30-33
    3.1.2 阀控缸基本动态方程及流量补偿环节  33-38
    3.1.3 电液伺服阀的数学模型  38
    3.1.4 轧机液压缸及负载系统建模  38-41
  3.2 其它环节的模型  41-42
    3.2.1 位置控制器环节  41
    3.2.2 伺服放大器环节  41-42
    3.2.3 传感器及信号处理环节  42
  3.3 APC 控制系统模型的建立  42
  3.4 传统AGC 系统的数学模型  42-44
    3.4.1 测厚仪环节  43
    3.4.2 延时器环节  43-44
    3.4.3 死区环节  44
    3.4.4 限幅器环节  44
  本章小结  44-46
第四章液压变参数对厚控系统模型的影响及补偿控制器的设计  46-63
  4.1 液压APC 系统仿真  46-49
  4.2 液压AGC 系统仿真  49-50
  4.3 液压AGC 模型的验证  50-53
  4.4 液压AGC 变参数讨论  53-59
    4.4.1 电液伺服阀变频率讨论  53-56
    4.4.2 液压变刚度和变阻尼比讨论  56-59
  4.5 液压变参数控制系统的补偿方法  59-62
  本章小结  62-63
第五章总结与展望  63-64
  5.1 总结  63
  5.2 研究展望  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
攻读硕士学位期间参加的科研工作和发表学术论文  69-70
详细摘要  70-75

四辊轧机辊缝控制系统液压变参数问题的研究

内容摘要

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