虚拟轧机的建模与仿真

发布时间：2019-09-24 05:08

【摘要】：本文依据轧机的工作原理,建立了一套能够模拟轧机工作过程的仿真系统。随着科学技术的不断发展,轧机的自动化水平逐步提高,现代工业对板带材的质量要求也越来越高,由此所带来的调试设备工作也愈加繁杂。因此,开发一套以真实轧机为依据的连续轧制过程控制与优化半实物仿真装置,为研究人员提供面向冶金生产过程的高级控制算法设计和控制系统设计的平台,对流程工业综合自动化理论与方法的研究,对开发具有自主知识产权的轧制过程控制方法和技术,对培养高素质的创新型人才等都有深远意义。本文在结合轧机的弹跳方程与轧件的塑型方程分析了各种干扰因素对轧件出口厚度的影响的基础上,根据液压辊缝控制(Hydraulic Gap Control, HGC)系统的构成,从伺服阀的基本方程、液压缸连续性方程、液压缸和负载的力平衡方程入手,建立了阀控液压缸系统动态数学模型,给出了伺服放大器、电液伺服阀、液压缸、位移传感器以及轧机辊缝的传递函数,确定了HGC系统的结构框图；同时还建立了系统的速度及轧件的模型,为多轧机连续工作提供了模型基础。之后,基于Advantech(研华)工控机平台,使用Visual Studio C#语言编写程序,完成了虚拟轧机系统软件的编写。轧机的工作过程基本可以在虚拟轧机系统软件中完成仿真,包括轧机轧件模型的生成,轧机工作过程数据的计算以及工作数据的检测与导出等功能。最后在西门子TDC平台中编写控制程序,来控制虚拟轧机系统投入工作。首先在系统中对单个的HGC系统进行仿真,检验其动态特性。之后,利用厚度计式自动厚度控制(Automatic Gauge Control, AGC)系统的控制算法,模拟单机架的工作过程来进行仿真实验,在取得较好的控制效果后,将五个轧机结合在一起组成五机架连轧液压AGC综合厚度控制系统进行仿真,最后在系统中加入随机干扰,检测其在扰动下的动态性能,结果表明本系统较好的仿真了实际的轧钢过程。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG333

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