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卷取机张力控制系统研究

作　者: 毛金玲
导　师: 王朝利
学　校: 东北大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 卷取机恒张力控制自适应PID控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

宝钢2050热轧精整线HM08.1是八十年代末引进的热轧板纵切机组,由于使用年代已久,设备老化,技术落后,曾于2003年对该机组的三电系统进行过全面的更新改造。改造后的精整纵切机组以T400张力控制工艺板为核心,实现了机组的分段张力控制,不同程度地满足了生产的需求。本文以精整线上卷取机为背景,对卷取机张力系统的控制特点和控制方式进行了深入地分析研究。论文通过对基于恒线速的张力卷取控制系统分析,建立了卷取系统的数学模型。通过对动态力矩(转动惯量)补偿的计算机数字仿真研究,从理论上弄清了原系统采用模拟控制带来的精度不高的问题。文中对自适应控制原理做了介绍,结合卷取张力控制系统的时变参数变化规律,研究探讨了自适应PID控制算法在张力控制系统中的应用,并以MATLAB为工具,对自适应PID张力控制系统进行了仿真分析,仿真结果证实了用自适应PID控制系统代替原有的常规PID控制的恒线速度张力控制系统的有效性和可行性,较好地消除了系统参数变化对系统性能产生的影响。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 论文的主要研究内容与组织  10-13
第二章卷取机张力控制原理与实现  13-19
  2.1 卷取机张力控制方法简要介绍  13
  2.2 卷取机间接张力控制原理  13-16
  2.3 基于恒线速度的张力控制系统介绍  16-17
  2.4 本章小结  17-19
第三章卷取机张力控制器设计  19-33
  3.1 精整纵切线张力分布情况  19
  3.2 卷取机数学模型建立  19-21
  3.3 基于常规PID控制的调节器参数整定  21-27
    3.3.1 电流调节器的设计  22-24
    3.3.2 转速调节器的设计  24-27
  3.4 自适应PID速度控制器的设计  27-31
    3.4.1 自适应控制原理及类型  27-30
    3.4.2 增益自调度PID速度调节器参数整定  30-31
  3.5 本章小结  31-33
第四章卷取机动态力矩补偿及卷径计算  33-43
  4.1 卷取机动态力矩补偿  33-36
    4.1.1 钢卷直径变化率  33-34
    4.1.2 转动惯量变化率  34-35
    4.1.3 由电机转速变化造成的惯性力矩  35-36
  4.2 钢卷直径计算方法  36-40
    4.2.1 计数法计算钢卷直径  36
    4.2.2 流量相等法计算钢卷直径  36-38
    4.2.3 计算卷径修正值  38-39
    4.2.4 钢卷直径实时数值的输出  39-40
  4.3 小结  40-43
第五章卷取机张力控制系统应用分析  43-63
  5.1 生产线概述  43
  5.2 卷取系统构成  43-54
    5.2.1 可编程控制器(PLC)  45
    5.2.2 现场总线PROFIBUS  45-46
    5.2.3 西门子SIMOREG 6RA70全数字直流传动系统  46-50
    5.2.4 T400介绍及功能分析  50-54
  5.3 卷取张力控制系统仿真对比  54-61
    5.3.1 基于常规PID控制系统仿真  54-60
    5.3.2 基于自适应PID张力控制的系统仿真  60-61
  5.4 本章小结  61-63
第六章结语  63-65
参考文献  65-67
致谢  67

卷取机张力控制系统研究

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