高精度冷連軋厚度控制策略的研究與應(yīng)用.pdf

1、厚度精度是冷連軋帶鋼最主要的尺寸精度之一，厚度自動(dòng)控制一直是冷連軋生產(chǎn)中不可缺少的組成部分。本文以某薄板科技有限公司1450mm五機(jī)架冷連軋機(jī)建設(shè)項(xiàng)目為背景，通過(guò)對(duì)模型設(shè)定系統(tǒng)、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)、機(jī)架間張力控制系統(tǒng)和厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)等進(jìn)行研究，建立了一套綜合的冷連軋厚度控制策略，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，且取得了良好的效果。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)依據(jù)冷連軋工藝特點(diǎn)，研究了可在線工程應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型。為了保證模型設(shè)定的精度以及

2、解決傳統(tǒng)方法難以求解的問(wèn)題，采用了簡(jiǎn)易有限元法對(duì)軋制參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。為了提高輥縫預(yù)設(shè)定的精度，采用了一種新型的冷連軋機(jī)彈跳模型。綜合考慮了冷連軋過(guò)程中的重要因素，開(kāi)發(fā)了一種基于成本函數(shù)的多目標(biāo)軋制規(guī)程優(yōu)化模型。
　　(2)研究了液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和機(jī)架間張力的控制系統(tǒng)。對(duì)液壓壓上系統(tǒng)的位置控制模式、軋制力控制模式和單側(cè)控制模式進(jìn)行了分析，并對(duì)液壓彎輥系統(tǒng)和液壓軋輥橫移系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了深入分析。針對(duì)伺服非線性和伺服零偏等特性，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)

3、的補(bǔ)償控制策略。提出了基于動(dòng)態(tài)張力閾值的機(jī)架間張力控制策略，分別對(duì)正常張力控制閉環(huán)和極限張力控制閉環(huán)進(jìn)行了深入研究。
　　(3)結(jié)合軋機(jī)的儀表配置，設(shè)計(jì)并建立了五機(jī)架冷連軋厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過(guò)在第1和第2機(jī)架設(shè)置多種類型的AGC，將大部分尖峰性的厚度偏差在前部機(jī)架消除。在末機(jī)架采用多種AGC控制策略，針對(duì)不同的軋制策略保證了成品厚度精度。開(kāi)發(fā)了末機(jī)架軋制力補(bǔ)償控制，在優(yōu)化了厚度和張力控制方式的基礎(chǔ)上保證了末機(jī)架軋制力的控制精度。

4、提出了動(dòng)態(tài)負(fù)荷平衡控制，防止了某個(gè)機(jī)架的負(fù)荷過(guò)大。開(kāi)發(fā)了速度修正控制以保障AGC對(duì)機(jī)架速度的調(diào)節(jié)過(guò)程得到高效合理的執(zhí)行。
　　(4)為了提高監(jiān)控AGC系統(tǒng)的性能，將改進(jìn)型Smith預(yù)估補(bǔ)償控制和輔助反饋迭代學(xué)習(xí)控制引入了監(jiān)控AGC系統(tǒng)。建立了監(jiān)控AGC內(nèi)環(huán)系統(tǒng)的理論模型。為了解決由于控制器單一性造成的常規(guī)Smith預(yù)估監(jiān)控AGC系統(tǒng)響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)精度不佳的問(wèn)題，提出了Smith預(yù)估補(bǔ)償控制的改進(jìn)型策略。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于輔助反饋

5、迭代學(xué)習(xí)控制的改進(jìn)型Smith預(yù)估監(jiān)控AGC系統(tǒng)，有效地彌補(bǔ)了Smith預(yù)估監(jiān)控AGC系統(tǒng)性能過(guò)度依賴模型精度的缺點(diǎn)。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)以上三種監(jiān)控AGC系統(tǒng)的控制效果進(jìn)行分析。
　　(5)采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際曲線分析了液壓壓上系統(tǒng)和機(jī)架間張力控制系統(tǒng)的控制效果，并對(duì)典型厚度規(guī)格帶鋼和極薄規(guī)格鍍錫卷的厚度控制效果進(jìn)行了分析，對(duì)該厚度控制策略的效果作了有說(shuō)服力的評(píng)價(jià)。
　　本文的研究結(jié)果針對(duì)冷連軋過(guò)程的厚度控制，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。目前，已