帶鋼熱連軋精軋厚度-活套綜合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、帶鋼熱連軋精軋是鋼鐵工業(yè)的重要生產(chǎn)過(guò)程，其產(chǎn)品在表面質(zhì)量、幾何尺寸及機(jī)械性能等方面都有嚴(yán)格的要求。由于其生產(chǎn)過(guò)程工藝復(fù)雜，工況惡劣，現(xiàn)代熱連軋生產(chǎn)線往往裝備昂貴的高精設(shè)備，且由多種自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)合工作，包括自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)，自動(dòng)寬度控制系統(tǒng)，自動(dòng)板形控制系統(tǒng)等。另一方面，由于各類(lèi)擾動(dòng)的存在，前一軋機(jī)帶鋼出口速度和后一軋機(jī)帶鋼入口速度往往并不相等，這樣的速差必然導(dǎo)致前后軋機(jī)間帶鋼長(zhǎng)度與張力的波動(dòng)。為保證在恒定張力情況下進(jìn)行軋制，目前絕大多

2、數(shù)熱連軋生產(chǎn)線在前后兩軋機(jī)間都安裝了活套裝置。由于傳統(tǒng)的控制方法將厚度、活套及張力，作為獨(dú)立的子系統(tǒng)進(jìn)行控制，不能協(xié)調(diào)處理系統(tǒng)間的耦合，控制性能很難滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)熱軋帶鋼產(chǎn)品日益苛刻的要求。本文以厚度、活套及張力綜合系統(tǒng)為研究對(duì)象，在滑?？刂?，H∞控制，幾乎干擾解耦控制及預(yù)測(cè)控制方面做了相關(guān)探索性研究。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)提出了基于線性模型及滑模方法的活套張力控制方案，采用耦合項(xiàng)對(duì)消的方法，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在滑模面上的解耦

3、，增加了系統(tǒng)魯棒性，提高了控制性能。另外，針對(duì)傳統(tǒng)滑?？刂茻o(wú)法處理非匹配擾動(dòng)的缺點(diǎn)，提出了積分滑模和H∞控制相結(jié)合的方法，積分滑模方法處理匹配擾動(dòng)，H∞控制處理非匹配擾動(dòng)，進(jìn)一步提高了活套張力控制系統(tǒng)性能，獲得了比單獨(dú)使用一種方法更好的效果。
　　(2)針對(duì)活套張力系統(tǒng)固有的非線性特性，提出了基于非線性模型及滑模方法的解耦控制方案和基于反饋線性化的幾乎干擾解耦控制，在活套張力系統(tǒng)非線性模型的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的非線性控制方法做了探索性

4、研究?；？刂颇軐?shí)現(xiàn)非線性耦合項(xiàng)的對(duì)消，并能較好地抑制匹配擾動(dòng)，對(duì)執(zhí)行器的未建模動(dòng)態(tài)具有較好的魯棒性?；诜答伨€性化的幾乎干擾解耦控制，則能實(shí)現(xiàn)參數(shù)化控制器的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的抑制能力可調(diào)，且參數(shù)調(diào)節(jié)直觀方便。非線性控制器具有全局穩(wěn)定，可運(yùn)行范圍大的優(yōu)點(diǎn)，能有效解決線性控制方案由于運(yùn)行區(qū)域有限、需要隨工作點(diǎn)變化切換控制器的問(wèn)題。
　　(3)針對(duì)現(xiàn)代熱連軋生產(chǎn)線大都通過(guò)數(shù)字可編程邏輯控制器進(jìn)行系統(tǒng)控制，離散控制器更適合實(shí)際應(yīng)用的特點(diǎn)