本文關(guān)鍵詞：流量測量裝置的研制及其在板厚控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

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【摘要】：在板帶冷軋自動厚度控制(AGC)方式中,秒流量液壓AGC由于其在進行出口帶材厚度測量中,有效地解決了測厚儀測量過程中出現(xiàn)的時間大滯后問題,被認為是提高板厚控制精度的最有效方法之一。但是在秒流量AGC實際應(yīng)用過程中,金屬流量的精確測量是非常困難的,因此其一直是板厚自動控制技術(shù)中亟待深入研究的課題。本文以實際工程為背景研發(fā)了一套流量測量系統(tǒng),并且就秒流量AGC的原理和控制方法進行了深入的研究。本文在對冷軋機的自動厚度控制系統(tǒng)進行深入研究基礎(chǔ)上,進行了液壓位置伺服系統(tǒng)(APC)和厚度閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)模型建立。為簡化系統(tǒng)在進行板厚控制過程中控制方法的復(fù)雜程度,依據(jù)控制理論中的頻率法和實際工況對液壓位置伺服系統(tǒng)動態(tài)模型進行了簡化。流量測量裝置的研制中,在詳盡地分析了板帶冷軋過程中流量測量原理基礎(chǔ)上,構(gòu)建了以現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA型號為EP2C5T144C8)為核心的全部硬件電路和軟件系統(tǒng)。完成了從PCB板繪制到Quartus II軟件平臺下基于Verilog HDL硬件描述語言編程的全部工作。并在實驗室內(nèi)進行了秒流量測量系統(tǒng)的模擬工作環(huán)境的定量性精度測試,同時也在軋制現(xiàn)場環(huán)境下進行實況精度測試。最后,在秒流量AGC系統(tǒng)中引入了PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器,對其進行了深入研究,且在MATLAB環(huán)境下進行了動態(tài)控制的仿真實驗。通過在多種環(huán)境下的仿真結(jié)果表明,采用PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進行秒流量液壓AGC控制明顯優(yōu)于常規(guī)PID控制。
【關(guān)鍵詞】：冷軋 液壓AGC 秒流量計 可編程門陣列 PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG334.9;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 板帶材自動厚度控制（AGC）系統(tǒng)概述10-13
• 1.1.1 板帶材厚度控制原理10-12
• 1.1.2 自動板厚控制(AGC)系統(tǒng)概述12-13
• 1.2 秒流量AGC系統(tǒng)概述13-15
• 1.2.1 秒流量AGC系統(tǒng)背景研究13-14
• 1.2.2 秒流量液壓AGC基本原理14-15
• 1.3 課題背景、意義及研究內(nèi)容15-17
• 第2章 基于秒流量的冷軋機壓下系統(tǒng)建模17-29
• 2.1 冷帶軋機控制系統(tǒng)的工作原理17-19
• 2.1.1 冷帶軋機壓下系統(tǒng)控制的工作原理17-18
• 2.1.2 基于秒流量計的液壓AGC系統(tǒng)工作原理18-19
• 2.2 AGC系統(tǒng)位置控制內(nèi)環(huán)的動態(tài)模型分析19-26
• 2.2.1 機理模型的建立20-22
• 2.2.2 離散化模型的建立22-26
• 2.3 秒流量液壓AGC控制系統(tǒng)建模26-28
• 2.3.1 測厚儀式液壓AGC系統(tǒng)的模型分析26-27
• 2.3.2 秒流量液壓AGC系統(tǒng)模型建立27-28
• 2.4 本章總結(jié)28-29
• 第3章 基于FPGA的秒流量計設(shè)計29-45
• 3.1 秒流量計的工作原理29-34
• 3.1.1 基于增量式編碼器秒流量控制實現(xiàn)29-30
• 3.1.2 高頻脈沖插入原理30-32
• 3.1.3 測速精度分析32-34
• 3.2 高精度秒流量計硬件電路及軟件概述34-36
• 3.2.1 秒流量計硬件電路概述34
• 3.2.2 秒流量計軟件概述34-36
• 3.3 FPGA最小系統(tǒng)設(shè)計及增量式編碼器接口電路設(shè)計36-41
• 3.3.1 主控芯片F(xiàn)PGA系統(tǒng)外圍電路設(shè)計36-38
• 3.3.2 基于Verilog HDL的秒流量計的軟件實現(xiàn)38-39
• 3.3.3 增量式編碼器接口硬件電路設(shè)計39-40
• 3.3.4 基于FPGA的增量式編碼器接口電路軟件設(shè)計40-41
• 3.4 其他模塊的硬件電路設(shè)計41-44
• 3.4.1 輸出模塊的硬件電路設(shè)計41-42
• 3.4.2 電源模塊的硬件電路設(shè)計42-44
• 3.5 本章總結(jié)44-45
• 第4章 流量測量裝置的應(yīng)用及精度測試45-52
• 4.1 秒流量計實驗測試45-49
• 4.1.1 秒流量計的數(shù)據(jù)采集45-46
• 4.1.2 實驗流程46-48
• 4.1.3 數(shù)據(jù)分析48-49
• 4.2 秒流量計的現(xiàn)場應(yīng)用測試49-51
• 4.2.1 現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境49
• 4.2.2 數(shù)據(jù)采集49-50
• 4.2.3 數(shù)據(jù)分析50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計52-65
• 5.1 單輸出PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)52
• 5.2 PID神經(jīng)元的計算方法52-55
• 5.2.1 比例神經(jīng)元52-54
• 5.2.2 積分元54-55
• 5.2.3 微分元55
• 5.3 單輸出神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形式及反傳算法55-59
• 5.3.1 單輸出神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)55-56
• 5.3.2 SPIDNN的反傳算法56-59
• 5.4 仿真59-64
• 5.4.1 SPIDNN初始值的選取和等價系統(tǒng)59-61
• 5.4.2 SPIDNN控制器應(yīng)用于AGC系統(tǒng)中的仿真61-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果70-71
• 致謝71

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本文編號：775065