本文關鍵詞：冷連軋厚度和張力建模與滑模變結構控制

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【摘要】：冷連軋生產(chǎn)過程中,國內(nèi)外主要以交互作用的靜態(tài)分析為基礎,并采用單變量控制系統(tǒng)的設計原則對厚度和張力系統(tǒng)進行研究。因為厚度和張力控制系統(tǒng)是一個非線性、多變量、強耦合的實時系統(tǒng),所以原始設計不能提高成品帶鋼的厚度精度�？紤]適合此系統(tǒng)的分析方式已變?yōu)橐粋�急需處理的問題。張力這個技術指標在帶鋼軋制過程中起著非常重要的作用,每個機架間的相互連系是通過張力建立的。在傳統(tǒng)的厚度與張力系統(tǒng)控制方式中,厚度控制與張力控制分別單獨運行,對于兩者間的耦合影響并沒考慮到,而實際情況是當厚度變化時,使得機架間張力也產(chǎn)生變化,反之,也有同樣情況出現(xiàn)。也就是說,冷連軋厚度與張力系統(tǒng)是一個雙輸入雙輸出的并存在著緊密配合與相互影響的系統(tǒng)。在板帶的加工方法過程中,由于鋼帶間存在的張力、板厚產(chǎn)生的上下或左右的震動、決定被控對象工作狀態(tài)的主要變量與調(diào)節(jié)變量,三者之間存在著緊密配合與相互影響,因而各個變量不能發(fā)揮本有的作用,甚至使受控系統(tǒng)的各個部件不能正常運轉。因此,需要找尋出引起張力變化及影響加工方法的主要因素�；谀充搹S五機架冷連軋機組作為背景,對厚度和張力系統(tǒng)做了著重的研究,主要研究內(nèi)容和成果如下:首先,基于非線性、強耦合、多約束的厚度和張力系統(tǒng)建立了數(shù)學模型,可根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)得到該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。并且用MATLAB軟件將其離散化,為能把張力和厚度從系統(tǒng)中分離開來而采用一定方法的應用埋下了伏筆。然后,對建立好的數(shù)學模型進行常規(guī)PID解耦控制實驗,通過對響應曲線的分析可證明解耦效果的有效性,但抗干擾能力不能達到預想的效果、響應時間也比較慢。因此,本文提出了模糊滑模解耦控制算法,并將該算法應用在厚度和張力耦合系統(tǒng)中,從而達到解耦的控制效果。通過仿真分析可知,具有多個輸入和輸出量的系統(tǒng),常規(guī)PID解耦控制并不能達到理想的效果,通過變結構控制,可以達到較高的精度。最后,模糊滑模解耦控制算法雖然柔化了系統(tǒng)的輸出信號,但在一定范圍內(nèi)還是存在一定的抖動。所以運用兩個對信號有處理作用的濾波器,其作用分別是:對控制信號進行濾波及對輸出信號的噪聲進行抑制。仿真結果表明該方法解耦效果好同時可減小系統(tǒng)的抖振。
【關鍵詞】：厚度和張力系統(tǒng) 建模 模糊滑�？刂� 智能解耦
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG335.12
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 冷連軋機厚度控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和進展11-12
• 1.3 張力控制對ATC的作用12-13
• 1.4 厚度和軋制張力解耦控制的發(fā)展13-14
• 1.5 主要研究內(nèi)容14-15
• 2. 冷連軋機厚度自動控制系統(tǒng)15-30
• 2.1 冷軋帶鋼塑性變形理論基礎15-19
• 2.1.1 軋制變形區(qū)基本參數(shù)15-16
• 2.1.2 軋制時的前滑16-17
• 2.1.3 冷軋軋制力公式17-19
• 2.2 冷連軋過程基本方程19-26
• 2.2.1 彈跳方程19-22
• 2.2.2 連軋張力方程22-26
• 2.3 厚度自動控制（AGC）26-27
• 2.4 冷連軋AGC系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)27-28
• 2.5 傳統(tǒng)的冷連軋AGC系統(tǒng)28
• 2.6 自動張力控制（ATC）28-29
• 2.7 本章小結29-30
• 3. 冷連軋機厚度和張力系統(tǒng)建模30-35
• 3.1 冷連軋機的厚度和張力控制系統(tǒng)的介紹30
• 3.2 冷連軋機厚度和張力系統(tǒng)的建模30-33
• 3.3 冷連軋機厚度和張力系統(tǒng)耦合性研究33-34
• 3.4 本章小結34-35
• 4.多變量解耦控制方法35-41
• 4.1 耦合系統(tǒng)的相對增益35-36
• 4.2 傳統(tǒng)的耦合系統(tǒng)36-39
• 4.3 自適應解耦控制39
• 4.4 智能解耦控制方法39-40
• 4.5 本章小結40-41
• 5. 模糊滑�？刂�41-52
• 5.1 模糊控制41-44
• 5.1.1 模糊控制原理41
• 5.1.2 模糊控制器41-44
• 5.2 滑模變結構控制44-47
• 5.2.1 滑模變結構的基本思想44
• 5.2.2 滑模變結構控制的思想44-45
• 5.2.3 滑模變結構控制的定理45-46
• 5.2.4 滑模變結構控制出現(xiàn)的抖振現(xiàn)象46-47
• 5.3 模糊滑模變結構控制47
• 5.4 模糊滑模控制的解耦處理47-51
• 5.4.1 模糊滑模變結構控制在厚度和張力系統(tǒng)中的應用48-50
• 5.4.2 帶濾波器的模糊滑�？刂坪穸扰c張力系統(tǒng)50-51
• 5.5 本章小結51-52
• 6. 厚度和張力系統(tǒng)解耦控制研究52-60
• 6.1 PID控制理論及仿真分析52-58
• 6.1.1 PID控制原理52-53
• 6.1.2 厚度與張力系統(tǒng)的PID解耦仿真研究53-58
• 6.2 厚度和張力系統(tǒng)模糊滑模解耦控制仿真58-59
• 6.3 本章小結59-60
• 7.展望和總結60-61
• 參考文獻61-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況64-65
• 致謝65-66
• 作者簡介66-67

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