板带轧机单片机自动厚度控制系统改进与工程实验研究

发布时间：2017-06-16 19:00

  本文关键词：板带轧机单片机自动厚度控制系统改进与工程实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压压下伺服控制装置已经是板带轧机进行AGC厚度控制一个基本配置,随着液压伺服技术的逐渐成熟,研制一款成本低、控制性能好的控制器非常必要,对于替代价格昂贵而且维修麻烦的国外控制器具有很现实的意义。本文在课题组前期研制的单片机AGC控制系统硬件电路基础之上,做了硬件电路改进并修改、增补了一些软件设计,进行了实验室模拟及现场实验。根据现场实验中遇到的问题,进行了部分硬件电路和软件功能改进。其中主要包含:解决了数字量输出的驱动能力以及模拟量采集的快速性;提高了模拟量输出的信号精度;校准了现场位移传感器的采集准确度;优化了上、下位机通讯模式;完善了上位机参数界面。在改进基础之上新增了一些软件设计。根据软件编程规范要求,对全部的接口软件进行了规范模块化设计;编制了不同类型位移传感器的采集模块以及参数Flash掉电保存模块;新增了工艺流程控制中的压靠、位置环、压力环、厚度预控、厚度监控、编码、解码等功能模块。将改进后的单片机控制器在燕山大学“国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心”中试车间进行了现场实验。针对板带轧机AGC厚度控制系统位置内环,进行了单神经元PID控制算法研究。由于冷轧过程中轧件塑性刚度会在较大范围内变化,位置被控对象模型也会产生较大变化,采用具有自学习功能的单神经元PID控制算法,可以较好地适应被控对象模型的变化,进行实时在线参数整定,仿真结果表明了单神经元PID控制的优越性。
【关键词】：板带轧机 自动厚度控制 PIC单片机 控制软件 单神经元PID
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG334.9;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 板带轧机及其厚度控制系统概述10-14
• 1.1.1 板带轧机及其厚度控制系统发展概述10-12
• 1.1.2 板带厚度自动控制系统的基本组成12-13
• 1.1.3 国内外研究现状13-14
• 1.2 研究背景及意义14-15
• 1.3 课题前期工作介绍15-16
• 1.3.1 单片机AGC厚度控制系统的硬件电路设计15-16
• 1.3.2 单片机AGC厚度控制系统的部分软件设计16
• 1.4 课题主要研究内容16-18
• 第2章 单片机AGC控制系统的硬件与软件改进18-30
• 2.1 单片机AGC控制系统硬件电路的改进18-20
• 2.1.1 数字量输出DO18-19
• 2.1.2 模拟量输入AI19-20
• 2.2 单片机AGC控制系统的软件改进20-29
• 2.2.1 模拟量输出AO软件改进20-22
• 2.2.2 编码器信号采集软件改进22-24
• 2.2.3 下位机通讯软件改进24-26
• 2.2.4 上位机界面和通讯改进26-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 单片机AGC控制系统新增软件设计30-47
• 3.1 软件编程规范及接口软件规范化设计调试30-32
• 3.1.1 软件编程规范要求30-31
• 3.1.2 接口软件模块化设计及调试31-32
• 3.2 FPGA处理编码器信号新增功能软件设计32-33
• 3.3 Flash掉电保存软件设计33-35
• 3.4 应用层通讯软件设计35-38
• 3.5 工艺软件设计38-46
• 3.5.1 压靠39-41
• 3.5.2 中断闭环控制41-44
• 3.5.3 厚度监控44-45
• 3.5.4 厚度预控45
• 3.5.5 塑性刚度系数的辨识45-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第4章 轧机压下位置闭环控制算法研究47-61
• 4.1 位置闭环的动态数学模型分析47-53
• 4.1.1 机理模型的建立47-50
• 4.1.2 模型分析化简50-53
• 4.2 PID控制原理53-54
• 4.3 单神经元PID位置控制及仿真54-57
• 4.3.1 单神经元PID控制算法54-56
• 4.3.2 单神经元PID位置控制仿真56-57
• 4.4 位置闭环半模拟实验57-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 单片机AGC控制系统工程实验研究61-71
• 5.1 现场轧机主体设备及控制系统61-64
• 5.2 现场传感器的连接与测试64-67
• 5.2.1 位移传感器接线及测试65-66
• 5.2.2 压力传感器接线及测试66-67
• 5.3 闭环实验前期准备工作67-68
• 5.4 压力闭环的实现与调试68-69
• 5.5 位置闭环的实现与调试69
• 5.6 本章小结69-71
• 结论71-72
• 附录72-80
• 参考文献80-83
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果83-84
• 致谢84

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