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2300热连轧粗轧机组自动宽度控制研究

作　者: 曹现菊
导　师: 钱晓龙
学　校: 东北大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 热连轧 自动宽度控制 短行程控制 轧制力反馈控制 前馈控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 112次
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内容摘要


随着用户对带钢尺寸精度和板形精度要求的日益提高,尤其是连铸连轧技术的发展,热轧产品规格和品种的不断扩大,对宽度精度的要求也变得越来越高。本文以2300热连轧粗轧系统为背景,对热连轧粗轧机组自动宽度控制进行研究。针对板坯头尾部普遍存在的严重变窄现象,根据板坯端部宽展包括立轧侧压、隆起宽展以及平轧自然宽展的特点,分析出2300热连轧粗轧机组采用了短行程控制,使板坯端部的失宽现象得到改善。针对温度不均或来料波动等造成的带钢中间部分宽度偏差,采用轧制力反馈控制和前馈控制,解决了板坯中间部分宽度不均的问题。同时,分别用缩颈补偿来消除带钢局部变窄现象,Taper补偿修正锥形板坯。在深入研究轧制力反馈宽度控制的基础上,又得出变刚度系数影响系统的稳态误差,变刚度系数偏小时系统对立辊出口宽度偏差的消除能力不够,偏大时消除能力太大；“厚度计式”反馈增益影响系统的响应速度,增益越大系统响应速度越快；当变刚度系数为1且调宽效率与轧制力反馈增益加1满足倒数关系时,可以使每一道次的出口宽度偏差为零。最后对2300热连轧所采用的短行程控制,存在两段折线模型变化不够平滑的缺点,本文以三点抛物线插值、多点分段抛物线插值为理论基础,提出短行程控制抛物线模型。通过设计抛物线插值运算模块,给出短行程控制抛物线模型的在线实施方案。通过仿真验证,抛物线模型比折线模型平滑,采用抛物线模型控制时可以使端部失宽量得到进一步减小。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 课题背景及实际意义  10-11
  1.2 热连轧宽度控制设备和技术  11-14
    1.2.1 宽度控制设备  11-12
    1.2.2 宽度控制技术  12-14
  1.3 热连轧宽度控制的研究现状  14-15
  1.4 本文的主要工作  15-18
第2章 热连轧粗轧机组轧件宽向变形行为  18-30
  2.1 粗轧机组轧件宽向变形特点  18-20
    2.1.1 平轧宽向变形行为  18-19
    2.1.2 立轧宽向变形行为  19-20
  2.2 板坯宽展数学模型  20-25
    2.2.1 水平机架压下的横向宽展数学模型  20-22
    2.2.2 立轧后平轧板坯中间稳定部分宽展数学模型  22-24
    2.2.3 立轧后平轧板坯头部和尾部宽展数学模型  24-25
  2.3 板坯端部宽度变化  25-28
    2.3.1 侧压引起的宽度变化  25-26
    2.3.2 隆起宽展引起的宽度变化  26
    2.3.3 只进行水平轧制引起的宽度变化  26-27
    2.3.4 立轧平轧后板坯宽度变化  27-28
  2.4 本章小结  28-30
第3章 2300热连轧自动宽度控制  30-46
  3.1 短行程控制  30-34
    3.1.1 短行程控制的原理  30-31
    3.1.2 短行程控制的实现  31-34
  3.2 轧制力反馈宽度控制  34-40
    3.2.1 轧制力反馈宽度控制的原理  34-37
    3.2.2 轧制力反馈宽度控制的实现  37-40
  3.3 前馈宽度控制  40-42
    3.3.1 前馈宽度控制的原理  40
    3.3.2 前馈宽度控制的实现  40-42
  3.4 缩颈补偿  42-44
  3.5 锥形补偿  44-45
  3.6 本章小结  45-46
第4章 轧制力反馈宽度控制的研究  46-60
  4.1 变刚度控制  46-50
  4.2 立辊的调宽效率  50-54
  4.3 系统参数及仿真  54-58
    4.3.1 系统静态特性  54-56
    4.3.2 系统仿真分析  56-58
  4.4 本章小结  58-60
第5章 短行程控制抛物线模型的研究  60-68
  5.1 短行程控制抛物线模型  60-63
    5.1.1 二次抛物线模型  60-63
    5.1.2 分段抛物线模型  63
  5.2 抛物线模型在线实施方案  63-65
  5.3 抛物线模型应用效果  65-67
  5.4 本章小结  67-68
第6章 结论与展望  68-70
  6.1 结论  68
  6.2 展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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