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单机架四辊可逆冷轧机厚度控制系统研究

作　者: 宋浩源
导　师: 张殿华；李旭
学　校: 东北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 单机架冷轧厚度控制 Smith预估器 AGC
分类号: TG334.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

板带厚度精度是板带材的两大质量指标之一,在国内外竞争激烈的市场经济中,提高冷轧带钢质量非常重要。板带厚度控制是板带轧制中质量控制的关键技术环节,近年来该技术取得了迅速发展。本文以某厂1270mm单机架可逆冷轧机厚度控制系统改造为背景,针对板带轧制过程中监控AGC系统存在大滞后问题,研究了Smith预估器在监控AGC中的应用,在此基础上开发了一套综合的厚度控制策略并应用到现场生产。本文的主要工作内容如下：(1)在收集和消化国内外大量文献的基础上,对板带轧机厚度控制的基本理论以及单机架可逆冷轧机的几种AGC构成方法及控制方式进行了分析。(2)以某厂1270mm单机架四辊可逆冷轧机为研究对象,基于SIEMENS的PLC及FM458开发了一套计算机控制系统并对液压辊缝控制系统进行了研究。(3)对带Smith预估器的不同被控对象的监控AGC系统进行了分析与仿真,得到不同调节器下监控AGC系统的控制率。同时并采用样本跟踪方式,给出了带钢样本长度与时滞的关系,成功的将Smith预估器应用于积分监控AGC系统。(4)开发了一套集变锁定值的前馈AGC、基于带钢段跟踪的Smith预估监控AGC、基于弹跳模型的厚度计AGC、轧辊偏心补偿和加减速厚度补偿等综合厚度控制策略并成功应用到某厂1270mm单机架可逆冷轧机中。现场应用表明,该厚度控制策略具有良好的实用性和可移植性等优点。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-14
  1.1 引言  9
  1.2 冷轧带钢AGC技术发展情况  9-11
  1.3 研究液压AGC系统的目的和意义  11-12
  1.4 本论文主要研究内容  12-14
第二章冷轧带钢AGC理论研究  14-28
  2.1 冷轧带钢厚度控制的理论基础  14-17
    2.1.1 轧机的弹性变形与弹跳方程  14-15
    2.1.2 轧件的塑性变形曲线与塑性方程  15-17
  2.2 带钢厚度波动的原因  17
  2.3 冷轧带钢的厚度控制方法  17-27
    2.3.1 前馈式AGC  17-18
    2.3.2 反馈式AGC  18-19
    2.3.3 压力AGC  19-26
    2.3.4 张力AGC  26
    2.3.5 金属秒流量AGC  26-27
    2.3.6 监控AGC  27
  2.4 本章小结  27-28
第三章 1270mm单机架可逆冷轧机计算机控制系统构成及HGC系统  28-38
  3.1 1270mm单机架四辊可逆冷轧机概况  28
  3.2 计算机控制系统  28-30
    3.2.1 计算机控制系统结构  28-29
    3.2.2 液压AGC控制系统HMI  29-30
  3.3 液压辊缝控制(HGC)系统  30-37
    3.3.1 HGC系统控制功能描述  31-32
    3.3.2 HGC闭环控制系统组成  32-35
    3.3.3 HGC数据测量处理  35-36
    3.3.4 伺服阀控制  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 Smith预估器在监控AGC中的应用  38-58
  4.1 Smith预估补偿原理  38-40
  4.2 Smith预估器在监控AGC中的应用  40-57
    4.2.1 被控系统为比例环节与时滞环节串联系统  41-49
    4.2.2 被控系统为惯性环节与时滞环节串联系统  49-54
    4.2.3 系统样本延时及带钢样本长度  54-57
  4.3 本章小结  57-58
第五章 AGC控制策略研究及AGC补偿控制  58-66
  5.1 变锁定值的前馈AGC  58-59
  5.2 基于带钢段跟踪的Smith预估监控AGC  59-60
  5.3 基于弹跳模型的厚度计AGC  60-63
    5.3.1 轧辊偏心的影响  60-62
    5.3.2 与监控AGC的相关性  62-63
  5.4 加减速厚度补偿控制  63-64
  5.5 实际应用效果  64-65
  5.6 本章小结  65-66
第六章结论  66-67
参考文献  67-70
致谢  70

单机架四辊可逆冷轧机厚度控制系统研究

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