平整机延伸率和板形控制策略研究

发布时间：2017-08-07 04:06

  本文关键词：平整机延伸率和板形控制策略研究

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【摘要】：随着经济的发展,冷轧带钢的市场需求量不断增加,用户对板带钢的质量也提出了更高的要求。为了提高带钢品质,更好的满足市场需求,世界各国纷纷引入先进的生产设备,提高带钢生产的工艺水平,因此平整机的研究和应用在轧制领域引起了热潮。平整是保证冷轧带钢成品质量的最后一道工序,延伸率是衡量带钢质量的力学性能指标。目前平整机对板带的平直度控制中,存在最大的问题就是各种各样的板形缺陷,因此对板形和延伸率的控制策略进行研究具有重大的实际意义。本文首先对平整机的基本知识、工艺流程、控制方式进行了介绍,在此基础上对延伸率控制系统的特点、影响因素和组成结构进行了详细分析。根据运动学平衡理论和轧制变形理论,构建了辊缝式液压压下调节延伸率和张力式调节延伸率系统的模型。其次根据平整后带钢存在的板形缺陷,对液压弯辊系统的原理和基本组成进行了研究,建立了液压弯辊系统的数学模型。由于平整轧制过程复杂且干扰量较多,考虑到来料厚度不同和一些不可测因素的影响,在建立了延伸率控制系统模型的基础上,采用常规PID与自适应模糊PID控制算法对延伸率进行调节,对仿真结果进行对比分析,得出了自适应模糊PID算法的优越性。模糊自适应PID算法实现了不同厚度带钢的参数自调节,提高了平整机延伸率的控制精度,满足工程需求。根据液压弯辊系统需要快速、连续跟踪弯辊力设定值的特点,本文引入了CMAC与PID复合控制算法。并对CMAC与PID复合控制算法的基础知识和控制结构进行了分析,成功应用于平整机液压弯辊系统中。实践证明传统的PID控制很难满足精度要求,CMAC与PID复合控制策略提高了液压弯辊系统对弯辊力的跟踪精度,加快了系统的响应速度,改善了系统的性能指标,提高了系统稳定性,有效的消除了带钢中存在的板形缺陷,得到了良好的控制效果。
【关键词】：平整机 延伸率 板形 模糊PID CMAC网络
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景及其意义9
• 1.2 平整机的发展与现状9-11
• 1.3 智能控制简介11-12
• 1.3.1 智能控制的发展现状11-12
• 1.3.2 智能控制在平整轧制领域的应用12
• 1.4 本课题主要内容12-13
• 1.5 本文的章节安排13-15
• 第二章 平整机延伸率及板形控制的理论基础15-27
• 2.1 平整与带钢力学性能的关系15-16
• 2.1.1 平整与带钢的关系15
• 2.1.2 平整带钢屈服平台与抗拉属性15-16
• 2.2 平整工艺16-17
• 2.3 平整机延伸率控制的理论基础17-20
• 2.3.1 延伸率的定义与测量方法17-19
• 2.3.2 平整机延伸率设定19-20
• 2.4 平整机延伸率控制策略20-24
• 2.4.1 平整机延伸率控制系统简介20
• 2.4.2 调节带钢张力实现延伸率控制20-22
• 2.4.3 调节前后S辊速度实现延伸率控制22
• 2.4.4 调节轧制力实现延伸率控制22-23
• 2.4.5 三种延伸率调节方法实际使用情况23-24
• 2.5 平整机上板形控制的基本知识24-25
• 2.5.1 板形的概念24
• 2.5.2 常见的板形缺陷24-25
• 2.6 板形调节手段25-26
• 2.6.1 弯辊控制25
• 2.6.2 倾辊控制25-26
• 2.7 本章小结26-27
• 第三章 平整机延伸率和板形控制系统建模与研究27-46
• 3.1 平整机板形和延伸率的控制27-28
• 3.2 平整机轧制力调节延伸率系统的模型28-33
• 3.2.1 液压伺服系统模型的建立28-31
• 3.2.2 液压压下到轧件入.速度模型31-32
• 3.2.3 液压压下延伸率调节器的设计32-33
• 3.3 平整机张力调节延伸率控制系统模型的建立33-37
• 3.3.1 平整机动力系统基本结构33-35
• 3.3.2 张力系统动态模型的建立35-36
• 3.3.3 张力到延伸率的控制系统模型36-37
• 3.4 液压弯辊控制系统的分析与建模37-43
• 3.4.1 液压弯辊装置简介37-39
• 3.4.2 弯辊工作原理分析39
• 3.4.3 液压弯辊系统数学模型的建立39-43
• 3.5 倾斜控制系统的研究43-46
• 3.5.1 倾辊控制的原理43-44
• 3.5.2 倾斜控制系统的仿真分析44-46
• 3.6 本章小结46
• 第四章 平整机延伸率系统控制算法的研究46-61
• 4.1 PID控制算法的介绍46-49
• 4.1.1 PID对不同厚度带钢延伸率的控制效果48-49
• 4.2 模糊算法的研究49-51
• 4.2.1 模糊控制系统的组成结构50
• 4.2.2 模糊自适应PID的原理50-51
• 4.3 延伸率系统模糊自适应PID控制器的建立51-57
• 4.3.1 延伸率系统论域与模糊因子的选取53
• 4.3.2 延伸率系统隶属度函数的选取53-54
• 4.3.3 延伸率系统模糊控制规则的建立54-57
• 4.3.4 延伸率系统解模糊化方法的选择57
• 4.4 仿真结果与分析57-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 小脑神经网络与PID复合控制算法研究61-72
• 5.1 小脑神经网络算法概述61
• 5.2 CMAC神经网络结构61-63
• 5.3 CMAC网络工作原理63-64
• 5.4 CMAC网络学习算法64-66
• 5.5 液压弯辊系统CMAC与PID复合控制算法研究66-71
• 5.5.1 液压弯辊系统的仿真分析68-71
• 5.6 本章小结71-72
• 第六章 结论72-74
• 6.1 总结72-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果78

【参考文献】

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1 张宝平;刘志亮;白振华;;平整机延伸率、轧制力及张力的协调控制技术[J];轧钢;2005年06期

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本文编号：632730