热连轧机液压AGC-活套控制系统的设计与仿真

发布时间：2020-09-19 12:36

　　热轧带钢是一种广泛应用于工业的原料,热连轧过程中张力的控制精度直接影响带钢厚度、宽度等尺寸指标。因此,稳定的张力控制是板带尺寸精确控制的基础。目前绝大多数热连轧机组在前后两轧机间安装了活套装置,用以缓解各种扰动对张力带来的影响。为了保证带钢出口厚度的精度,自动厚度控制系统(AGC automatic gauge control)负责控制纵向辊系以调整辊缝,也是保证带钢尺寸精度的关键。在工作状态下AGC的快速动作会影响到热连轧带钢的秒流量,因此与活套系统产生了耦合。目前,针对活套的控制方法中比较典型的有传统PI控制、H_?控制、自适应控制等,但往往是将AGC和活套两个子系统分开控制,没有考虑AGC对活套张力的影响。本文参考了大量国内外文献资料,针对AGC和液压活套各自的系统模型特点,建立了AGC-活套综合系统的模型;在此基础上,以厚度、活套张力和活套高度作为综合系统的控制变量,在逆系统控制、H_?控制等方面做了探索性研究。为了验证所建立模型的准确性和控制算法的有效性,结合实际数据,将所设计的控制方法应用于综合模型上进行仿真验证,结果表明本文所建立的AGC-活套综合系统模型具有较高精度,且设计的控制器有较好的鲁棒性和解耦效果。
【学位单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG334.9;TP273
【部分图文】：

活套,液压,物理模型

武汉科技大学硕士学位论文2 章热连轧液压活套系统的建模与轧过程中，每两个相邻机架之间都安装有活套装置检测轧制过程中的金属流量波动并将其消除；另一制状态。对活套的稳定控制是钢厂的生产效率和产系统的基本组成为：伺服阀、液压供给、液压油路管图如图 1 所示。A，C 是固定的，BC 和 CD 的长度是热连轧最为关键的控制对象之一；为了控制轧制动作改变活套角，从而保证带钢秒流量相等，热连图 1 所示：

系统原理图,阀控缸,活套,液压

武汉科技大学硕士学位论文系统模型压缸有对称液压缸、非对称液压缸及柱塞缸等。相型液压缸具有结构精简，占用空间少等优点，因此特性较为复杂，不仅具有液压伺服系统所固有的非两腔有效面积的不对等，使得系统在正反两个方向[28]-[29]。热连轧液压活套的阀控缸系统是典型的非对三位四通阀控缸。

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图 2.3 液压活套阀控缸对象的动态模型正常情况下，液压缸的内泄系数非常小，因此可以忽略，两腔之间的耦合关系只来自于液压缸的运动，根据图 2.3 所示的结构，推导液压缸的总出力 fcyd和伺服阀给定 x 及位移 y 的关系为：22( ) ( ) ( )( ) ( )qpst pst qrod rod pstrodV V V Vpst rod pst rodex crod ex crodex cpst ex cpste ee eK A K A AAcyds C K s C Ks C K s C Kx yf s x syx G s sy G s (2-15)其中, ( )xG s 和 ( )yG s 都由两个惯性环节组成，两腔的阀系数存在等值异号的情况，因此两个惯性环节可以合并为一项；虽然非对称阀控缸两腔对应的系数不相等，但根据其中的主导作用项，仍可以用一个惯性环节来近似描述[32]；另外，开口度方向的改变也会引起伺服阀系数的改变，因此无论是对称缸还是非对称缸总可以用一个惯性环节和来近似描述，从而得到图 2.4 所示的简化模型，该模型可用于阀控缸的特性分析。

【参考文献】