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基于自适应Smith预估器的可逆冷轧机反馈式AGC控制策略的研究

作　者: 宋东球
导　师: 喻寿益
学　校: 中南大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 可逆冷轧机 自动厚度控制 Smith预估器 模型参考自适应
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 178次
引　用: 1次
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内容摘要


板厚精度与板形精度是铝薄板带材产品的两大质量指标,自动厚度控制(Automatic Gauge Control)是提高铝薄板带材质量的关键技术。随着轧制工艺、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,铝薄板带材产品的厚度精度和板形精度有了很大程度的提高。由于轧制过程是多变量、强耦合的复杂过程,对单机架可逆冷轧机自动厚度控制策略的研究,实现铝薄板带材的高精度控制的目标,仍然具有重要的理论意义和应用价值。针对西南铝业(集团)有限公司1850mm单机架可逆式冷轧机的控制系统,全面分析了自动厚度控制系统及其相关理论,为研究单机架可逆式冷轧机自动厚度协调控制策略提供了的理论基础。详细阐述了铝薄板带材轧制过程中常用的几种自动厚度控制方式及其实现过程,并深入分析了影响轧件出口厚度偏差的因素。对不同AGC控制方式在轧制过程中的应用特性进行全面的研究,根据铝薄板带材轧制道次的特点,深入研究单机架可逆冷轧机自动厚度协调控制策略。鉴于反馈式AGC存在时间延迟特性使轧机液压系统在调节压下量时具有响应滞后的缺陷,结合Smith预估器具有实现对纯时间滞后进行补偿的功能,采用结构改进的Smith预估器补偿反馈式AGC响应滞后特性的影响,并引入模型参考自适应技术使预估器模型参数与被控对象的参数保持一致,克服了轧制过程参数变化对模型系数匹配精度的影响。仿真实验结果表明,基于模型参考自适应Smith预估器的厚度控制策略能够提高铝薄板带材的厚度控制精度,具有重要的实际应用价值。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 引言  8-9
  1.2 铝薄板带材轧机AGC的发展  9-10
  1.3 AGC控制策略的应用  10-13
  1.4 论文选题背景和意义  13-14
  1.5 论文的主要研究内容  14-15
第二章 可逆冷轧机自动厚度控制(AGC)工作原理  15-37
  2.1 铝薄板带厚度波动的原因  15-17
  2.2 自动厚度控制的工作模式  17-36
    2.2.1 轧机的弹性变形与弹跳方程  17-20
    2.2.2 轧件的塑性变形曲线  20-21
    2.2.3 轧制过程P-H图  21-22
    2.2.4 P-H图在轧制中的应用  22-26
    2.2.5 厚度自动控制的基本类型和原理  26-36
  2.3 本章小节  36-37
第三章 自适应Smith预估器反馈式AGC  37-61
  3.1 时滞对反馈式AGC系统性能的影响分析  38-39
  3.2 Smith预估器控制算法  39-40
  3.3 Smith预估器对模型的依赖性  40-45
    3.3.1 系数K不匹配  41-43
    3.3.2 时间常数T不匹配  43-44
    3.3.3 延迟时间τ不匹配  44-45
  3.4 结构改进的Smith预估器  45-47
  3.5 模型参考自适应控制  47-52
    3.5.1 模型参考自适应控制系统  48-49
    3.5.2 模型参考自适应控制系统的数学模型  49-50
    3.5.3 模型参考自适应规律的设计  50-52
  3.6 模型参考自适应Smith-AGC控制系统  52-60
    3.6.1 模型参考自适应Smith-AGC系统设计  53-57
    3.6.2 模型参考自适应Smith-AGC系统仿真  57-60
  3.7 本章小结  60-61
第四章 可逆冷轧机自动厚度协调控制策略  61-70
  4.1 AGC自动厚度协调控制策略研究的必要性  61-63
  4.2 AGC厚度控制模型修正  63-66
    4.2.1 前馈式AGC厚度控制模型修正  63
    4.2.2 反馈式AGC厚度控制模型修正  63-64
    4.2.3 秒流量式AGC厚度控制模型修正  64
    4.2.4 轧制速度测量模型的修正  64-66
  4.3 AGC厚度协调控制策略研究  66-67
    4.3.1 理论分析  66-67
    4.3.2 AGC厚度协调控制策略  67
  4.4 AGC厚度协调控制策略仿真分析  67-69
  4.5 本章小结  69-70
第五章 总结与展望  70-72
  5.1 总结  70
  5.2 展望  70-72
参考文献  72-77
致谢  77-78
攻读硕士学位期间主要研究成果  78

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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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