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冷轧带材板形控制系统模型优化及仿真软件开发

发布时间:2022-10-06 10:19
  随着下游用户对冷轧带材板形质量要求的不断提高,板形控制理论及其相关技术不断得到研究人员的重视并逐步获得深化与发展。控制模型是控制系统的灵魂,实现高精度冷轧板形自动控制的前提是要有精确的板形控制模型及相应的控制策略。本文通过深入分析当前的板形控制研究现状,结合实际生产状况,针对构建板形自动控制系统的核心关键模型,即板形调控功效系数模型进行了深入研究。研究采用了生产过程数据与三维仿真相结合的混合建模方法,提高了板形调控功效系数的计算精度与在线适应能力。在此基础上,研究制定板形反馈控制系统与板形前馈控制系统间的协调优化控制策略及其优化模型,实现两个系统间的调节量全局最优分配。在完成板形调控功效系数计算模型与控制策略优化的理论研究基础上,开发了与实际冷轧板形控制过程相适应的板形控制系统仿真软件平台。通过系统仿真完成控制模型及控制策略的效果观测、评价及参数调优。最后,以某1450mm五机架冷连轧机的板形控制过程为应用研究对象,完成了控制模型及控制策略的工业实践验证。本文采用理论方法研究、数值计算验证和模拟仿真分析结合的方法开展上述研究工作,主要研究内容如下:(1)针对当前板形调控功效系数计算精度... 

【文章页数】:79 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 板形控制原理的研究现状
        1.2.1 板形调控功效系数计算方法的研究现状
        1.2.2 板形闭环控制多变量优化模型的研究现状
        1.2.3 板形控制系统仿真软件的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 板形调控功效系数的优化方法
    2.1 板形调控功效系数数据的获取
        2.1.1 板形调控功效系数的定义
        2.1.2 板形调控功效系数实测数据的计算
    2.2 板形调控功效系数实测数据的处理过程
        2.2.1 板形调控功效系数实测数据的排序
        2.2.2 基于中心极限定理实现数据组权重分配
        2.2.3 数据拟合及结果判定
    2.3 板形调控功效系数模型的优化
        2.3.1 板形调控功效系数模型建立
        2.3.2 模型实验点拟合权重的确定
        2.3.3 模型实验值精度的判断
        2.3.4 模型优化系数的确定
    2.4 板形调控功效系数的输出预测
        2.4.1 模型的内部预测方法
        2.4.2 模型的外部预测方法
    2.5 数据处理结果的分析
    2.6 本章小结
第3章 板形前馈-反馈控制策略优化模型的研究
    3.1 板形控制系统调节机构
        3.1.1 轧辊倾斜控制机构
        3.1.2 轧辊弯辊控制机构
        3.1.3 轧辊横移控制机构
    3.2 板形最优控制策略的结合
        3.2.1 轧制力前馈控制策略
        3.2.2 板形闭环反馈控制策略
        3.2.3 板形前馈-反馈控制策略的结合
    3.3 板形前馈-反馈控制策略的求解过程
        3.3.1 罚函数形式优化模型的构造
        3.3.2 内点罚函数法的外循环
        3.3.3 罚函数法内循环的改进
        3.3.4 罚函数法优化过程的输出条件
        3.3.5 板形前馈-反馈最优解的分配
    3.4 控制策略结果分析
    3.5 本章小结
第4章 板形控制系统仿真软件的开发
    4.1 仿真软件开发环境介绍
    4.2 仿真软件的开发
        4.2.1 标准差曲线与云图控件开发
        4.2.2 板形控制系统仿真软件开发
        4.2.3 其他窗口及菜单栏功能设计
    4.3 软件的使用方法
        4.3.1 板形控制系统主界面
        4.3.2 冷轧板形参数设定界面
        4.3.3 板形调控功效系数界面
        4.3.4 菜单栏简介及注意事项
    4.4 软件仿真结果的分析
        4.4.1 一次板形缺陷控制
        4.4.2 边部板形缺陷控制
        4.4.3 中部板形缺陷控制
        4.4.4 仿真结果分析总结
    4.5 本章小结
结论
参考文献
附录一
附录二
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】:
期刊论文
[1]冷轧带材板形在线云图监控系统研究与应用[J]. 王鹏飞,张智杰,李旭,王海峰,梁锦堂,高磊.  中国有色金属学报. 2019(12)
[2]基于贝叶斯层次模型的电能表检定装置在线核查方法[J]. 杜蜀薇,彭楚宁,徐石明,李天阳.  电力系统自动化. 2018(18)
[3]UC轧机板形控制机构功效函数的影响因素[J]. 李威.  南方金属. 2018(01)
[4]Linux中浏览器兼容ActiveX控件机制的设计与实现[J]. 冯博文,汲如意,于佳耕.  计算机应用与软件. 2017(10)
[5]冷轧带钢板形控制机理智能协同调控模型[J]. 杨利坡,张哲,王东城,李荣民,于华鑫,张永顺.  钢铁. 2017(07)
[6]基于指数平滑法的GPS卫星钟差预报[J]. 王利,张勤,黄观文,田婕.  武汉大学学报(信息科学版). 2017(07)
[7]连退平整机带钢过焊缝过程延伸率补偿技术研究[J]. 沈青福,袁文振,侯彬,陈双玉,常金梁,周莲莲.  机械工程与自动化. 2017(01)
[8]板带轧机板形控制性能评价方法综述[J]. 彭艳,牛山.  机械工程学报. 2017(06)
[9]Non-linear Dynamics of Inlet Film Thickness during Unsteady Rolling Process[J]. FU Kuo,ZANG Yong,GAO Zhiying,QIN Qin,WU Diping.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[10]基于内部罚函数的进化算法求解约束优化问题[J]. 崔承刚,杨晓飞.  软件学报. 2015(07)

博士论文
[1]冷轧带钢板形控制技术的研究与应用[D]. 王鹏飞.东北大学 2011

硕士论文
[1]基于LabVIEW的板形自动控制仿真平台开发[D]. 程晓丽.燕山大学 2017
[2]板形闭环控制系统的滞后补偿策略研究[D]. 马磊.燕山大学 2014



本文编号:3686799

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