液压AGC系统多级混合建模方法及控制性能研究
发布时间：2021-01-04 13:40
我国国民经济的高速发展推动着现代装备制造工业向着高效化、智能化方向发展,作为重要支柱产业的钢铁工业更是发展迅速,各行各业不断对冷轧板带材质量提出更高要求,其中厚度误差是衡量其好坏的重要标准。确保板厚精度的核心控制系统是液压厚度自动控制（AGC）系统,该系统具有控制精度高、响应速度快等显著特点,是现代机、电、液一体化系统的典范。因此,本文选取液压AGC系统进行研究,结合现场实时数据,对复杂非线性系统的混合建模方法进行研究,进一步提高模型精度,优化系统的控制性能。首先,本文详细分析了液压AGC系统的结构和功能,针对大型复杂系统非线性建模困难的问题,提出了多级混合建模方法,将液压AGC系统的工作过程分解成多个简单的子过程;其次,从机、电、液多学科角度出发,考虑系统的非线性因素,建立了基于状态空间方程的机理模型;再次,研究关键参数对系统性能的影响,重点关注了LuGre非线性摩擦模型,采用智能优化算法对未知参数进行准确辨识,并通过实验进行验证;最后,在MATLAB软件中搭建完整的液压AGC系统多级混合模型,优化PID控制参数,进一步改善系统控制性能,通过650轧机相关实验数据对仿真结果进行验证。...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液压AGC系统功能框图
图 2-5 液压 AGC 系统多学科建模流程图以液压 AGC 系统位置闭环的方框图为例：2sv212ξ1ω ωsvsv svKs s 0 114βpipeV A XC s 1A1A s1ssKT s +aKfUE IvXLQ1P+ 1( , , )Ls vQf p p x +A2p 图 2-6 液压 AGC 系统位置闭环方框图这种建模方法思路清晰，各元件之间的连接关系明确，可以，多用在液压 AGC 系统的机理建模上。但是很多情况下都将或者忽略它们的存在，与真实情况差距较大，尤其是针对一些.2 新型多级混合建模考虑到传统建模手段对大型复杂非线性系统建模时存在很多
耦合性强，导致整体建模复杂。根据系统不同的工速空载压下、无带钢缓慢压靠、正常轧制三个子系统，每个定参数少，使建模和参数辨识更加容易。（2）子系统建模根据每个子系统的机理特征，利用多学科建模的手段得出。本文重点研究快速空载压下和无带钢缓慢压靠这两个子系（3）参数辨识在得到的每个子系统中均存在部分未知参数，它们时刻影过现有实验条件采集子过程的相关数据，选用合适的智能优得准确的参数值。（4）模型验证得到系统的完整模型，优化其控制性能，最后利用轧机数入输出数据对仿真结果进行验证，确保模型的准确性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于传感器的PDA高速数据采集分析系统[J]. 刘安平,彭君. 化工自动化及仪表. 2017(11)
[2]液压缸非线性刚度作用下的轧机辊系振动行为及控制[J]. 刘彬,李鹏,刘飞,刘浩然,姜甲浩. 中国机械工程. 2016(23)
[3]智能优化算法在水轮机参数辨识中的应用[J]. 李红军,刘亚磊. 大电机技术. 2016(03)
[4]航空遥感惯性稳定平台LuGre摩擦参数的分步辨识[J]. 曾德林,肖凯,林竹翀,张立. 光学精密工程. 2016(05)
[5]德国“工业4.0”与“中国制造2025”[J]. 贺正楚,潘红玉. 长沙理工大学学报(社会科学版). 2015(03)
[6]一种新型LuGre摩擦模型参数辨识方法[J]. 郭彦青,付永领,张朋. 机床与液压. 2015(01)
[7]轧机颤振建模及理论研究进展[J]. 郜志英,臧勇,曾令强. 机械工程学报. 2015(16)
[8]基于MATLAB/Simulink的轧机液压AGC系统建模与仿真分析[J]. 翟富刚,闫桂山. 装备制造技术. 2014(11)
[9]基于极大似然估计的多参考点模态参数识别方法[J]. 孙鑫晖,郝木明,李振涛. 工程力学. 2013(10)
[10]一种新的群体智能算法——狼群算法[J]. 吴虎胜,张凤鸣,吴庐山. 系统工程与电子技术. 2013(11)
博士论文
[1]轧机HAGC系统辨识与鲁棒控制研究[D]. 朱学彪.武汉科技大学 2013
[2]粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D]. 戴运桃.哈尔滨工程大学 2010
[3]板带轧机液压AGC系统主要参数的分析和实验研究[D]. 单东升.燕山大学 2006
[4]轧机AGC液压系统故障诊断技术的研究[D]. 高英杰.燕山大学 2000
硕士论文
[1]1200轧机液压AGC系统的动静态特性分析[D]. 王景财.燕山大学 2013
[2]板带轧机液压压下系统三自由度建模及故障诊断研究[D]. 周彬.燕山大学 2012
[3]300四辊轧机液压压下系统神经网络控制仿真研究[D]. 李伟.燕山大学 2010
[4]汽轮机电液调节系统建模及其参数辨识[D]. 李涌.浙江大学 2005
本文编号：2956860
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液压AGC系统功能框图
图 2-5 液压 AGC 系统多学科建模流程图以液压 AGC 系统位置闭环的方框图为例：2sv212ξ1ω ωsvsv svKs s 0 114βpipeV A XC s 1A1A s1ssKT s +aKfUE IvXLQ1P+ 1( , , )Ls vQf p p x +A2p 图 2-6 液压 AGC 系统位置闭环方框图这种建模方法思路清晰，各元件之间的连接关系明确，可以，多用在液压 AGC 系统的机理建模上。但是很多情况下都将或者忽略它们的存在，与真实情况差距较大，尤其是针对一些.2 新型多级混合建模考虑到传统建模手段对大型复杂非线性系统建模时存在很多
耦合性强，导致整体建模复杂。根据系统不同的工速空载压下、无带钢缓慢压靠、正常轧制三个子系统，每个定参数少，使建模和参数辨识更加容易。（2）子系统建模根据每个子系统的机理特征，利用多学科建模的手段得出。本文重点研究快速空载压下和无带钢缓慢压靠这两个子系（3）参数辨识在得到的每个子系统中均存在部分未知参数，它们时刻影过现有实验条件采集子过程的相关数据，选用合适的智能优得准确的参数值。（4）模型验证得到系统的完整模型，优化其控制性能，最后利用轧机数入输出数据对仿真结果进行验证，确保模型的准确性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于传感器的PDA高速数据采集分析系统[J]. 刘安平,彭君. 化工自动化及仪表. 2017(11)
[2]液压缸非线性刚度作用下的轧机辊系振动行为及控制[J]. 刘彬,李鹏,刘飞,刘浩然,姜甲浩. 中国机械工程. 2016(23)
[3]智能优化算法在水轮机参数辨识中的应用[J]. 李红军,刘亚磊. 大电机技术. 2016(03)
[4]航空遥感惯性稳定平台LuGre摩擦参数的分步辨识[J]. 曾德林,肖凯,林竹翀,张立. 光学精密工程. 2016(05)
[5]德国“工业4.0”与“中国制造2025”[J]. 贺正楚,潘红玉. 长沙理工大学学报(社会科学版). 2015(03)
[6]一种新型LuGre摩擦模型参数辨识方法[J]. 郭彦青,付永领,张朋. 机床与液压. 2015(01)
[7]轧机颤振建模及理论研究进展[J]. 郜志英,臧勇,曾令强. 机械工程学报. 2015(16)
[8]基于MATLAB/Simulink的轧机液压AGC系统建模与仿真分析[J]. 翟富刚,闫桂山. 装备制造技术. 2014(11)
[9]基于极大似然估计的多参考点模态参数识别方法[J]. 孙鑫晖,郝木明,李振涛. 工程力学. 2013(10)
[10]一种新的群体智能算法——狼群算法[J]. 吴虎胜,张凤鸣,吴庐山. 系统工程与电子技术. 2013(11)
博士论文
[1]轧机HAGC系统辨识与鲁棒控制研究[D]. 朱学彪.武汉科技大学 2013
[2]粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D]. 戴运桃.哈尔滨工程大学 2010
[3]板带轧机液压AGC系统主要参数的分析和实验研究[D]. 单东升.燕山大学 2006
[4]轧机AGC液压系统故障诊断技术的研究[D]. 高英杰.燕山大学 2000
硕士论文
[1]1200轧机液压AGC系统的动静态特性分析[D]. 王景财.燕山大学 2013
[2]板带轧机液压压下系统三自由度建模及故障诊断研究[D]. 周彬.燕山大学 2012
[3]300四辊轧机液压压下系统神经网络控制仿真研究[D]. 李伟.燕山大学 2010
[4]汽轮机电液调节系统建模及其参数辨识[D]. 李涌.浙江大学 2005
本文编号：2956860
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