【摘要】：雙輥式薄帶鑄軋技術(shù)是目前最熱門、最有潛力的技術(shù),近幾十年這一技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室才得以實(shí)現(xiàn)。一些發(fā)達(dá)國家對(duì)雙輥鑄軋技術(shù)的研究處于領(lǐng)先地位,已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。相對(duì)于發(fā)達(dá)國家來說,我國的發(fā)展速度較為緩慢,對(duì)該技術(shù)的研究仍處于實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)階段。雙輥式連續(xù)鑄軋薄帶是以液態(tài)金屬為原料,將其倒入旋轉(zhuǎn)方向相反的兩個(gè)鑄軋輥之間,并以鑄軋輥為結(jié)晶器,用液態(tài)金屬直接生產(chǎn)金屬薄帶的一個(gè)完整的生產(chǎn)過程。其工藝特點(diǎn)是將鑄造和軋制這兩道工序在同一臺(tái)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)合二為一,與傳統(tǒng)熱軋工藝相比減少了工序,簡化了生產(chǎn)設(shè)備,降低了生產(chǎn)成本,節(jié)約了能源。因此,這一項(xiàng)技術(shù)的研究在工業(yè)合金板材生產(chǎn)中十分重要。在雙輥式薄帶鑄軋過程中,有許多參數(shù)影響著板材的質(zhì)量,其中最重要的參數(shù)是凝固點(diǎn)的位置,它直接影響了板材的質(zhì)量。影響凝固點(diǎn)位置的參數(shù)有很多,其中最主要的是輥速。在本文中,對(duì)鑄軋力、輥速以及凝固點(diǎn)位置分別建立數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)出凝固點(diǎn)位置與鑄軋力、輥速這兩個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系。根據(jù)工藝特點(diǎn),建立凝固點(diǎn)位置的控制模型,得到鑄軋力以及輥速的預(yù)設(shè)定標(biāo)定值,以凝固點(diǎn)位置為控制對(duì)象,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鑄軋力的大小,調(diào)節(jié)輥速的方式將系統(tǒng)凝固點(diǎn)穩(wěn)定在目標(biāo)高度。對(duì)輥速設(shè)定值的預(yù)報(bào)過程進(jìn)行了簡單的分析,給出預(yù)報(bào)過程的流程圖,為了檢驗(yàn)輥速模型的準(zhǔn)確性和對(duì)系統(tǒng)的適應(yīng)性,利用實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證,比較模型計(jì)算出的輥速理論值與實(shí)際值之間的差距。對(duì)得到的預(yù)報(bào)值進(jìn)行PID控制,并通過MATLAB對(duì)其進(jìn)行仿真,驗(yàn)證其可行性。由于在薄帶鑄軋過程中存在某些參數(shù)不可測(cè)、某些參數(shù)不可控以及環(huán)境干擾、系統(tǒng)誤差等因素的影響,實(shí)際的薄帶鑄軋生產(chǎn)系統(tǒng)為非線性系統(tǒng),傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模適應(yīng)性較差,因此利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)確切的數(shù)學(xué)模型不依賴的優(yōu)越性,建立一個(gè)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),取一定量的實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本,對(duì)建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,系統(tǒng)輸出量與輥速的預(yù)報(bào)值相對(duì)應(yīng)。為了進(jìn)一步提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)報(bào)精度,將之前建立的輥速數(shù)學(xué)模型計(jì)算出的預(yù)報(bào)值也作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)輸入信息,對(duì)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做進(jìn)一步的改進(jìn),同樣采用上述的訓(xùn)練樣本對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練,訓(xùn)練完成之后,分別再選取實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證樣本對(duì)該兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行驗(yàn)證,將這兩種網(wǎng)絡(luò)得到的輸出信息與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,得到偏差值。本文以遼寧科技大學(xué)鎂鑄軋工程實(shí)驗(yàn)室鑄軋系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái),介紹了該實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備以及軟件編制情況,分析了部分工藝參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
[Abstract]:Double roll strip casting and rolling technology is the most popular and potential technology at present, which has only been realized in the laboratory in recent decades. Some developed countries are in the leading position in the research of two-roll casting and rolling technology, and have taken the lead in realizing industrial production. Compared with developed countries, the development speed of our country is relatively slow, and the research of this technology is still in the stage of laboratory production. Double roll continuous casting and rolling strip is a complete production process in which liquid metal is used as raw material, which is poured between two casting rolls with opposite rotation direction, and the casting roll is used as mold to directly produce metal strip with liquid metal. The process is characterized by the combination of casting and rolling on the same equipment, which reduces the process, simplifies the production equipment, reduces the production cost and saves energy compared with the traditional hot rolling process. Therefore, the research of this technology is very important in the production of industrial alloy sheet. In the process of double roll strip casting and rolling, there are many parameters that affect the quality of the sheet, among which the most important parameter is the position of the freezing point, which directly affects the quality of the sheet. There are many parameters that affect the position of freezing point, the most important of which is roll speed. In this paper, the mathematical models of casting and rolling force, roll speed and freezing point position are established respectively, and the relationship between solidification point position and casting rolling force and roll speed is derived. According to the characteristics of the process, the control model of the freezing point position is established, and the pre-set calibration values of the casting and rolling force and roll speed are obtained. The solidification point position is taken as the control object, and the casting and rolling force is monitored in real time. The freezing point of the system is stabilized at the target height by adjusting the roll speed. The prediction process of roll speed setting value is simply analyzed, and the flow chart of the prediction process is given. in order to test the accuracy and adaptability of the roll speed model to the system, the actual experimental data of the experimental center are used to verify the prediction process. The difference between the theoretical value of roll speed calculated by the model and the actual value is compared. The predicted value is controlled by PID and simulated by MATLAB to verify its feasibility. Due to the unmeasured parameters, uncontrollable parameters, environmental interference, system error and other factors in the process of strip casting and rolling, the actual thin strip casting and rolling production system is a nonlinear system, and the adaptability of traditional mathematical modeling is poor. Therefore, by using the superiority that the neural network is independent of the exact mathematical model, a BP neural network is established, and a certain amount of measured data from the experimental center is taken as the training sample to train the established neural network. The output of the system corresponds to the predicted value of roll speed. In order to further improve the prediction accuracy of neural network, the predicted value calculated by the previous mathematical model of roll speed is also regarded as an input information of neural network, and the neural network is further improved. The above training samples are also used to train them. After the training is completed, the measured data of the experimental center are selected as verification samples to verify the two kinds of neural networks. The output information obtained by the two networks is compared with the actual data, and the deviation value is obtained. Taking the casting and rolling system of magnesium casting and rolling engineering laboratory of Liaoning University of Science and Technology as the experimental research platform, this paper introduces the hardware equipment and software programming of the laboratory, and analyzes the influence of some process parameters on the experimental results.
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG335.9

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本文編號(hào)：2484237