基于虚拟轧制的冷连轧机动态变规格控制策略研究

发布时间：2017-07-17 06:12

  本文关键词：基于虚拟轧制的冷连轧机动态变规格控制策略研究

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【摘要】：动态变规格FGC(Flying gauge control)作为全连续式冷连轧机特有的工艺过程,是冷连轧机实现全连续轧制的核心技术,研究冷连轧机的动态变规格技术,对于维持轧机的正常生产,提高产品产量和质量具有非常重要的意义。虚拟轧机的研究为现有轧机的设计和改造提供了技术支持和实验环境,可以通过虚拟轧制系统分析轧制力、速度及张力之间的耦合关系。本文以已有的基于虚拟轧制方法而建立的五机架冷连轧机为研究对象,分析动态变规格控制策略和虚拟系统响应,采用C MEX S-Function编程的方法,建立了冷连轧机动态变规格的虚拟控制系统。首先,介绍虚拟连轧系统结构组成及虚拟轧制的实时仿真实现方法;通过C语言与MATLAB混合编程的方法即C MEX S函数建立焊缝跟踪模块的控制部分。其次,根据冷连轧动态变规格的基本原理,详细给出了在仿真过程中如何确定楔形过渡段的主要参数和楔形位置;同时根据动态变规格过程的特点,分析厚度控制规律和速度控制规律,在变规格点采用分多次给定设定值的方法。最后,将建立的虚拟控制系统与现有的轧制设备级模型连接,搭建完整个动态变规格控制模型;采用来料厚度相同的带钢和来料厚度不同的带钢作分析,并将计算出的工作点数据输入五机架冷连轧虚拟轧制系统中进行仿真,分析各机架轧制力、厚度及各机架间张应力之间的耦合关系,并对张力调节系统结构改进使动态变规格过程更加平稳。
【关键词】：变规格 虚拟轧制系统 C MEX S-Function 控制策略
【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
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 系统仿真技术的发展与现状10-11
• 1.1.1 系统仿真技术的发展10
• 1.1.2 系统仿真技术的现状10-11
• 1.1.3 系统仿真技术的发展趋势11
• 1.2 虚拟轧制系统11-13
• 1.2.1 虚拟轧制技术的定义与结构11-12
• 1.2.2 虚拟轧制技术的国内外发展现状12-13
• 1.3 冷连轧机动态规格变换技术的综述13-16
• 1.3.1 动态变规格的调节方式14
• 1.3.2 动态规格变换的过渡规程计算14-15
• 1.3.3 动态规格变换的其他研究15-16
• 1.4 课题的研究意义和研究内容16-17
• 第2章 虚拟轧制系统的构成与实现方法17-30
• 2.1 虚拟轧制系统的构成17-22
• 2.1.1 虚拟带钢17-20
• 2.1.2 虚拟轧机20-21
• 2.1.3 过程控制子系统21-22
• 2.1.4 过程优化级及人机界面22
• 2.2 虚拟轧制系统的实现方式22
• 2.3 MATLAB与C语言混合编程22-27
• 2.3.1 C MEX S-Function23-24
• 2.3.2 C MEX S-Function源文件内容24-25
• 2.3.3 模块的封装与测试25-27
• 2.4 虚拟轧机的补充27-29
• 2.4.1 跟踪模块程序化27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 动态变规格过程及建模分析30-47
• 3.1 动态变规格控制概述30
• 3.2 楔形过渡区参数计算30-34
• 3.2.1 楔形区的主要参数30-32
• 3.2.2 楔形段形成32-34
• 3.3 动态变规格控制策略34-45
• 3.3.1 厚度控制策略及建模34-36
• 3.3.2 速度控制策略及建模36-39
• 3.3.3 张力控制规律及建模39-43
• 3.3.4 变规格过程分析43-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 虚拟轧机动态变规格设定模型及计算47-57
• 4.1 非线性全量模型的建立47-49
• 4.1.1 辊缝方程47-48
• 4.1.2 轧制力方程48
• 4.1.3 前滑及后滑公式48-49
• 4.1.4 速度方程49
• 4.2 线性化增量模型的建立49-52
• 4.2.1 辊缝增量方程49-51
• 4.2.2 辊速增量方程51-52
• 4.3 变规格点设定值计算52-54
• 4.4 设定值计算比较54-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 虚拟轧机动态变规格系统仿真分析57-78
• 5.1 动态变规格仿真系统及方案57-60
• 5.1.1 动态变规格系统结构57-58
• 5.1.2 动态变规格仿真方案58-59
• 5.1.3 仿真流程59-60
• 5.2 设定值计算及仿真分析研究60-77
• 5.2.1 来料厚度相同变规格过程分析60-68
• 5.2.2 来料厚度不同变规格过程分析68-75
• 5.2.3 结果分析及改进75-77
• 5.3 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-83
• 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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本文编号：552293