冷轧板形板厚综合耦合系统鲁棒解耦控制研究

发布时间：2020-06-09 11:11

【摘要】：板形和板厚是带钢质量的重要衡量标准。然而,在板形板厚综合系统中,板形控制会影响到板厚控制效果,而板厚控制也会影响到板形。板形板厚系统是有强耦合性的非线性系统,因此,需要提出一种控制策略,实现板形板厚的解耦和控制。针对板形凸度与板厚存在耦合关系这一问题,构建以辊缝和弯辊力的变化量为输入、板厚和板凸度的变化量为输出的板形板厚耦合数学模型,提出了基于前馈解耦器的鲁棒控制方法,利用前馈补偿解耦的方法对系统进行解耦,得到近似的两组单输入单输出系统,设计了鲁棒∞H控制器对解耦后的系统进行控制,并与基于PID前馈解耦控制进行仿真对比分析。结果表明,鲁棒前馈解耦控制策略解耦效果优于PID前馈解耦控制,相比之下,系统的响应时间减少了0.3-0.5s,当系统模型参数G11等发生±5%的摄动时系统的动态响应性能依然良好。针对板形控制、板厚控制和前后机架张力耦合影响关系的四输入四输出模型。利用逆系统理论设计了基于模糊聚类方法的神经网络逆解耦器,实现冷连轧综合耦合模型的线性化解耦,并通过设计基于免疫云粒子群优化的神经网络等效滑模控制器对解耦后系统进行闭环控制。结果证明,这种控制器具有很好的跟踪效果和鲁棒性,相比于PID控制器,等效滑模控制器将响应时间缩短了0.3s左右,超调量至少降低了50%,同时,当参数Q发生±10%的摄动时,系统能够保持稳定运行。
【图文】：

板厚控制

制技术厚控制是通过设置一个板厚目标值，，将其输入板厚控制等检测实际出口板厚，并通过反馈通路返回至输入端，比较，将误差输入控制器中，进而改变压下位置、轧制厚度，使得板带材出口厚度达到要求。控制出口厚度，的控制系统被称为自动厚度控制系统，简称 AGC。问题的主要影响因素包括轧机的本身结构和软件问题。化；轧辊偏心；油膜厚度增加，造成了实际辊缝的减小都会影响板厚质量。影响关系如下：

板形控制,辊形

0 —原始辊形；C —可控辊形影响系数；C —可控辊形；0R —常数项；0 —出口横向张力差； v —轧件的杨氏模量和泊松比；b —考虑横向不均匀变形系数；W —来料板带材的横向厚度差；W —影响系数；H—来料平均厚度；L —来料平均长度； L—来料板材中部与边部长度差；h—轧后板材平均厚度。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG335;TP273

【参考文献】