热连轧液压活套控制系统的仿真研究

发布时间：2017-10-18 05:43

  本文关键词：热连轧液压活套控制系统的仿真研究

  更多相关文章： 活套系统 PID控制 厚度活套系统 鲁棒性 模糊控制

【摘要】：随着现代化工业技术的不断发展,用户对带钢产品的质量、品种、规格等的要求也日益增高。带钢热连轧精轧工艺是钢铁工业生产的重要环节,其中活套控制是影响带钢性能的关键技术,在很大程度上决定了带钢产品的质量,目前该领域的研究在国内外一直处于比较活跃的发展态势。本文以国内某钢厂1580mm热连轧精轧机组为背景,以液压活套为研究对象,在分析了活套系统强耦合、多变量、非线性等特性的基础上,分别建立了活套带钢张力系统数学模型、活套高度系统数学模型,活套阀控液压缸等模型,进而建立活套系统模型。针对所建立的活套系统模型,运用MATLAB/simulik,按照传统控制方式对其仿真和研究,仿真结果表明传统PID控制方式解耦效果较好,但是在扰动波动较大时,系统存在响应较慢,抗干扰能力较差等不足,而且在模型参数变化时其响应精度较差。传统的控制方式将活套系统作为独立的系统来研究,没有充分考虑其与其他系统如厚度系统、温控系统等的相互作用,不能协调处理系统之间的耦合关系。上下游机架厚度控制系统的动作是引起活套系统扰动的主要因素,所以独立的活套系统并没有从根本上消除带钢张力波动。因此,本文建立了包含带钢张力、活套高度和带钢厚度的厚度活套综合系统。基于模糊控制策略鲁棒性强,有较强容错能力等优点,设计了针对厚度活套系统的模糊控制器,并进行仿真分析。仿真结果表明,与传统方式相比,这种控制方式有效的消除了活套系统和厚度系统之间的相互作用,在系统受到外部扰动时能快速消除干扰恢复稳定。而且在模型出现参数摄动时,系统具有较好的鲁棒性和鲁棒稳定性。
【关键词】：活套系统 PID控制 厚度活套系统 鲁棒性 模糊控制
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG334.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 活套概述10-11
• 1.2.1 活套的分类11
• 1.3 精轧机组活套工艺描述11-14
• 1.3.1 活套起套阶段12-13
• 1.3.2 小张力连轧阶段13-14
• 1.3.3 活套落套阶段14
• 1.4 活套控制技术的发展14-16
• 1.5 厚度活套综合控制系统的研究现状16
• 1.6 本文的主要工作16-17
• 第2章 液压活套系统建模17-36
• 2.1 轧件张力产生的原因17-20
• 2.2 张力的作用20-21
• 2.3 活套张力系统建模21-27
• 2.3.1 活套量模型21-23
• 2.3.2 速度变化引起的带钢张力变化量23-27
• 2.3.3 活套角度变化引起的带钢张力变化量27
• 2.3.4 带钢张力模型27
• 2.4 活套高度系统建模27-31
• 2.4.1 带钢张力力矩28-29
• 2.4.2 带钢重力力矩29
• 2.4.3 活套重力力矩29-30
• 2.4.4 活套液压缸力矩30-31
• 2.5 伺服阀-液压缸数学模型31-34
• 2.6 主传动系统数学模型34
• 2.7 液压活套高度和带钢张力系统模型34-35
• 2.8 本章小结35-36
• 第3章 液压活套系统的仿真分析36-46
• 3.1 常规PID控制理论36-37
• 3.2 常规PID控制系统37-39
• 3.3 活套系统仿真分析39-45
• 3.3.1 基于MATLAB/Simulink仿真平台介绍39
• 3.3.2 仿真分析39-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 厚度活套综合系统建模46-51
• 4.1 厚度系统模型47-49
• 4.1.1 弹跳方程47-48
• 4.1.2 轧制力方程48-49
• 4.1.3 压下位置控制数学模型49
• 4.2 厚度活套综合系统模型49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第5章 厚度活套综合系统仿真分析51-64
• 5.1 模糊控制理论51-52
• 5.2 模糊控制器的设计52-57
• 5.2.1 模糊控制器的结构设计52
• 5.2.2 模糊控制器的设计流程52-57
• 5.3 厚度活套系统仿真与结果分析57-63
• 5.4 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 作者简介70

【参考文献】

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本文编号：1053271