学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

1850双机架铝带冷连轧机张力控制系统研究

作　者: 李联飞
导　师: 杨景明
学　校: 燕山大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 双机架铝带连轧机张力控制系统动态数学模型模糊神经PID 极点配置
分类号: TG334.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 56次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

连续轧制过程中,机架间轧件的流量相等规律是以机架间的张力来保证的,因此如何保证稳定的张力控制成为连续轧制过程的技术关键。本文以某1850mm双机架铝带冷连轧机为背景,针对控制中的诸多影响张力的因素以及提高张力的控制的稳定性、快速性进行了深入研究。本文首先对实际工程项目中的1850mm双机架铝带连轧机的工艺流程以及控制系统进行了详细的介绍,在此基础上重点对所研究的张力控制系统经行了详细分析。并对机组中的间接张力控制方法进行了详细分析,给出了卷径计算以及动态力矩的补偿计算公式。在基本张力微分方程中,考虑了轧件塑性压缩变形时速度变化,前滑滞后,电机速度响应滞后等等因素的影响,对基本张力微分方程作了改进。在此基础上推导了多输入、单输出的张力控制动态数学模型。按实际工程中采用的PI控制方法进行了张力控制仿真研究,指出对于双机架铝轧机轧制大范围张力变化的铝制品,难于进行稳定的张力控制。针对特定的双机架铝轧机张力控制,本文提出了控制率根据被控对象参数变化的自适应控制策略,设计了一个模糊神经网络自适应PID控制器。实施中采用了在误差绝对值积分函数和最大敏度约束下,通过离线极点配置计算控制器参数,在线依据可测系统参数变化实时修改PID参数方法。仿真结果表明,该控制方法具有控制器参数的快速整定性,能够适应双机架铝轧机实时控制的要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-16
  1.1 轧制自动化的发展及趋势  9-10
  1.2 冷轧张力控制及意义  10-12
  1.3 智能轧制及在张力控制的应用  12-14
  1.4 选题背景及研究内容  14-16
    1.4.1 选题背景  14-15
    1.4.2 研究内容  15-16
第2章 1850 双机架轧机工艺流程与控制系统组成  16-28
  2.1 1850mm 双机架连轧机机组简介  16-17
  2.2 生产工艺流程  17-18
  2.3 控制方案与控制要求  18-20
  2.4 自动控制系统的组成及功能实现  20-23
    2.4.1 PLC 控制器配置  20-21
    2.4.2 伺服阀和伺服放大器  21
    2.4.3 压下液压缸及其传感器  21-22
    2.4.4 测厚仪与张力计  22-23
    2.4.5 数据库与HMI  23
    2.4.6 控制系统的网络结构  23
  2.5 张力控制方式  23-27
    2.5.1 卷取机、开卷机间接张力控制  24-26
    2.5.2 机架间直接张力控制  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章机架间张力模型与仿真研究  28-38
  3.1 张力微分方程  28-31
    3.1.1 张力基本微分方程  28-30
    3.1.2 张力基本微分方程的改进  30-31
  3.2 现场张力波动分析  31-32
  3.3 张力模型完善  32-34
  3.4 实验仿真  34-37
    3.4.1 1850 铝带轧机相关参数计算  34-35
    3.4.2 Matlab 仿真实验  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第4章张力系统的建模与控制  38-55
  4.1 卷取机、开卷机张力控制  38-43
    4.1.1 1850 冷连轧机间接张力控制方式  38-39
    4.1.2 动态力矩计算  39-41
    4.1.3 动态电流补偿  41
    4.1.4 卷径计算  41-43
  4.2 压下调张张力系统建模与调节器设计  43-48
    4.2.1 液压压下系统的动态模型  43-45
    4.2.2 压下到轧件入口速度的动态模型  45-46
    4.2.3 速度到张力的动态模型  46
    4.2.4 张力调节器设计  46-48
  4.3 速度调张张力系统建模与调节器设计  48-54
    4.3.1 电机双闭环调速系统建模与设计  49-52
    4.3.2 整个张力系统的建模与设计  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章张力系统的模糊神经PID 控制  55-74
  5.1 问题的提出  55-56
  5.2 第一种模糊神经网络PID 控制器设计  56-62
    5.2.1 FNN_PID 控制器的结构  56-59
    5.2.2 FNN_PID 控制器的学习算法  59-61
    5.2.3 RBF 在线辨识及学习算法  61-62
  5.3 第二种模糊神经网络PID 控制器设计  62-68
    5.3.1 基于IAE 和M 性能指标的极点配置  63-65
    5.3.2 FNN 网络结构及其算训练法  65-68
    5.3.3 FNN 在线自适应  68
  5.4 FNN_PID 控制算法的仿真研究  68-73
    5.4.1 第一种FNN_PID 仿真研究  68-70
    5.4.2 第二种FNN_PID 仿真研究  70-73
  5.5 本章小结  73-74
结论  74-76
参考文献  76-80
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  80-81
致谢  81-82
作者简介  82

1850双机架铝带冷连轧机张力控制系统研究

内容摘要

全文目录

相似论文