【摘要】：可逆冷帶軋機(jī)是生產(chǎn)普通碳鋼、低合金鋼等帶鋼產(chǎn)品的專屬設(shè)備。在實(shí)際軋制生產(chǎn)過(guò)程中,可逆冷帶軋機(jī)的左卷取機(jī)、主軋機(jī)和右卷取機(jī)通過(guò)帶鋼撓性連接,所構(gòu)成的冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)具有多變量、非線性、強(qiáng)耦合、不確定和慢時(shí)變等特征,并且連同主傳動(dòng)最大加減速、軋制過(guò)程重載荷強(qiáng)干擾等約束條件給軋機(jī)系統(tǒng)的分析與控制提出了新的挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目聚焦于研究可逆冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)的解耦分散控制問(wèn)題,主要研究工作如下:首先,結(jié)合冷軋帶鋼的軋制生產(chǎn)工藝,基于胡克定律、冷軋帶鋼的相關(guān)軋制理論、電機(jī)動(dòng)力學(xué)方程、剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律等理論知識(shí),推導(dǎo)出可逆冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)的機(jī)理模型;考慮主軋機(jī)速度子系統(tǒng)中的摩擦系數(shù)和電樞電阻存在攝動(dòng),以及軋制力矩存在擾動(dòng),提出一種基于全局積分滑模面的自適應(yīng)魯棒控制方法,有效地提高了系統(tǒng)的跟蹤控制精度。其次,基于對(duì)角陣解耦網(wǎng)絡(luò)和反步法研究了可逆冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)的靜態(tài)解耦分散控制問(wèn)題。應(yīng)用對(duì)角陣解耦網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)的靜態(tài)解耦;將反步控制與指令濾波器相結(jié)合完成解耦后各子系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì),并通過(guò)構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)干擾觀測(cè)器對(duì)系統(tǒng)不確定項(xiàng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè),有效地削弱了冷帶軋機(jī)系統(tǒng)速度和張力間的耦合,增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性。再次,基于DFL理論和動(dòng)態(tài)面反步法研究了可逆冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)解耦分散控制問(wèn)題。應(yīng)用DFL理論實(shí)現(xiàn)了冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)解耦和線性化;將反步控制與動(dòng)態(tài)面控制相結(jié)合完成解耦后各線性子系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì),并采用模糊自適應(yīng)方法對(duì)所設(shè)計(jì)控制器中的匹配不確定項(xiàng)進(jìn)行逼近估計(jì),有效地提高了速度張力系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能。最后,將可逆冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)中的耦合項(xiàng)看成外擾,提出一種基于非線性干擾觀測(cè)器、動(dòng)態(tài)面反步控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)逼近的控制方法。該方法通過(guò)構(gòu)造非線性干擾觀測(cè)器對(duì)系統(tǒng)的非匹配不確定項(xiàng)進(jìn)行觀測(cè),并將反步控制與動(dòng)態(tài)面控制相結(jié)合完成速度張力系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì);采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)方法對(duì)系統(tǒng)的匹配不確定項(xiàng)進(jìn)行逼近估計(jì),并將輸出的估計(jì)值引入到設(shè)計(jì)的控制器中進(jìn)行補(bǔ)償,速度張力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有效的解耦分散控制。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP273;TG333
【圖文】：

圖 1-1 可逆冷帶軋機(jī) 圖 1-2 連續(xù)冷連軋機(jī)1.2.1 軋機(jī)速度控制的研究現(xiàn)狀軋機(jī)的速度系統(tǒng)是冷帶軋機(jī)中不可或缺的一部分，關(guān)乎著冷帶軋機(jī)是否可以安全高效的生產(chǎn)，并且現(xiàn)代化的冷帶軋機(jī)朝向快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定的方向發(fā)展。但是實(shí)際中軋機(jī)速度系統(tǒng)的模型不僅會(huì)受到擾動(dòng)的干擾，而且參數(shù)也具有不確定性，因此其控制問(wèn)題得到了廣泛的關(guān)注，并引起了很多學(xué)者的討論：文獻(xiàn)[9]針對(duì)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入飽和特性和存在有界干擾這樣的情況下的軋機(jī)速度系統(tǒng)，給出了閉環(huán)系統(tǒng)滿足的充分條件，也就是2L 干擾抑制性能和不變性，并設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋控制器；文獻(xiàn)[10]采用前饋補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的控制器進(jìn)行了補(bǔ)償，此方法不僅提高了慢時(shí)變外擾穩(wěn)定性和系統(tǒng)抗參數(shù)攝動(dòng)，也實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的無(wú)速度傳感器控制；文獻(xiàn)[11]研究了軋機(jī)速度跟蹤非脆弱控制問(wèn)題，并給出了系統(tǒng)非脆弱狀態(tài)反饋控制器存在的充分條件；文獻(xiàn)[12]首先設(shè)計(jì)了擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，對(duì)系統(tǒng)中的綜合擾動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)和補(bǔ)償，然后根據(jù)自抗擾控制方法的理論設(shè)計(jì)了軋機(jī)速度控制器；文獻(xiàn)[13]運(yùn)用模糊邏輯算法

圖 1-1 可逆冷帶軋機(jī) 圖 1-2 連續(xù)冷連軋機(jī)1.2.1 軋機(jī)速度控制的研究現(xiàn)狀軋機(jī)的速度系統(tǒng)是冷帶軋機(jī)中不可或缺的一部分，關(guān)乎著冷帶軋機(jī)是否可以安全高效的生產(chǎn)，并且現(xiàn)代化的冷帶軋機(jī)朝向快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定的方向發(fā)展。但是實(shí)際中軋機(jī)速度系統(tǒng)的模型不僅會(huì)受到擾動(dòng)的干擾，而且參數(shù)也具有不確定性，因此其控制問(wèn)題得到了廣泛的關(guān)注，并引起了很多學(xué)者的討論：文獻(xiàn)[9]針對(duì)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入飽和特性和存在有界干擾這樣的情況下的軋機(jī)速度系統(tǒng)，給出了閉環(huán)系統(tǒng)滿足的充分條件，也就是2L 干擾抑制性能和不變性，并設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋控制器；文獻(xiàn)[10]采用前饋補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的控制器進(jìn)行了補(bǔ)償，此方法不僅提高了慢時(shí)變外擾穩(wěn)定性和系統(tǒng)抗參數(shù)攝動(dòng)，也實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的無(wú)速度傳感器控制；文獻(xiàn)[11]研究了軋機(jī)速度跟蹤非脆弱控制問(wèn)題，并給出了系統(tǒng)非脆弱狀態(tài)反饋控制器存在的充分條件；文獻(xiàn)[12]首先設(shè)計(jì)了擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，對(duì)系統(tǒng)中的綜合擾動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)和補(bǔ)償，然后根據(jù)自抗擾控制方法的理論設(shè)計(jì)了軋機(jī)速度控制器；文獻(xiàn)[13]運(yùn)用模糊邏輯算法

【參考文獻(xiàn)】

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2 劉樂(lè);方一鳴;李曉剛;李建雄;;基于Hamilton理論的可逆冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)無(wú)張力計(jì)控制[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2015年01期

3 郝培鋒;商景波;薛定宇;;基于粒子群算法的冷連軋張力優(yōu)化計(jì)算[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2014年06期

4 白銳;佟紹成;柴天佑;;連續(xù)退火機(jī)組張緊輥帶鋼張力的建模及解耦控制[J];控制理論與應(yīng)用;2013年03期

5 劉國(guó)海;張懿;魏海峰;趙文祥;;基于自抗擾控制器的兩電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)最小二乘支持向量機(jī)逆控制[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年06期

6 孫杰;李旭;谷德昊;王國(guó)力;張殿華;;高精確度鋁箔張力控制策略的研究與應(yīng)用[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2011年12期

7 張巖;邵富群;王軍生;劉云江;;灰色預(yù)測(cè)模型在冷軋動(dòng)態(tài)張力控制中的應(yīng)用[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年05期

8 劉禮新;方一鳴;李建雄;李冬生;;可逆冷帶軋機(jī)速度張力系統(tǒng)的分散重疊控制[J];控制理論與應(yīng)用;2011年05期

9 劉國(guó)海;張錦;趙文祥;張懿;蔣彥;;兩電機(jī)變頻系統(tǒng)的支持向量機(jī)廣義逆內(nèi)模解耦控制[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2011年06期

10 劉國(guó)海;楊官學(xué);沈躍;陳兆嶺;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)廣義逆的兩電機(jī)變頻系統(tǒng)內(nèi)模控制[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2010年11期

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1 劉禮新;1422可逆冷帶軋機(jī)速度張力協(xié)調(diào)控制及實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2720608