本文關(guān)鍵詞：冷連軋厚度和張力建模與滑模變結(jié)構(gòu)控制

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【摘要】：冷連軋生產(chǎn)過(guò)程中,國(guó)內(nèi)外主要以交互作用的靜態(tài)分析為基礎(chǔ),并采用單變量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則對(duì)厚度和張力系統(tǒng)進(jìn)行研究。因?yàn)楹穸群蛷埩刂葡到y(tǒng)是一個(gè)非線性、多變量、強(qiáng)耦合的實(shí)時(shí)系統(tǒng),所以原始設(shè)計(jì)不能提高成品帶鋼的厚度精度。考慮適合此系統(tǒng)的分析方式已變?yōu)橐粋�(gè)急需處理的問(wèn)題。張力這個(gè)技術(shù)指標(biāo)在帶鋼軋制過(guò)程中起著非常重要的作用,每個(gè)機(jī)架間的相互連系是通過(guò)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(dú)運(yùn)行,對(duì)于兩者間的耦合影響并沒(méi)考慮到,而實(shí)際情況是當(dāng)厚度變化時(shí),使得機(jī)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(shuō),冷連軋厚度與張力系統(tǒng)是一個(gè)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(guò)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(dòng)、決定被控對(duì)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(gè)變量不能發(fā)揮本有的作用,甚至使受控系統(tǒng)的各個(gè)部件不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。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。基于某鋼廠五機(jī)架冷連軋機(jī)組作為背景,對(duì)厚度和張力系統(tǒng)做了著重的研究,主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:首先,基于非線性、強(qiáng)耦合、多約束的厚度和張力系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(lái)而采用一定方法的應(yīng)用埋下了伏筆。然后,對(duì)建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行常規(guī)PID解耦控制實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)響應(yīng)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(dá)到預(yù)想的效果、響應(yīng)時(shí)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(yīng)用在厚度和張力耦合系統(tǒng)中,從而達(dá)到解耦的控制效果。通過(guò)仿真分析可知,具有多個(gè)輸入和輸出量的系統(tǒng),常規(guī)PID解耦控制并不能達(dá)到理想的效果,通過(guò)變結(jié)構(gòu)控制,可以達(dá)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(hào),但在一定范圍內(nèi)還是存在一定的抖動(dòng)。所以運(yùn)用兩個(gè)對(duì)信號(hào)有處理作用的濾波器,其作用分別是:對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行濾波及對(duì)輸出信號(hào)的噪聲進(jìn)行抑制。仿真結(jié)果表明該方法解耦效果好同時(shí)可減小系統(tǒng)的抖振。
【關(guān)鍵詞】：厚度和張力系統(tǒng) 建模 模糊滑模控制 智能解耦
【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】：2015
【分類號(hào)】：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(jī)厚度控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和進(jìn)展11-12
• 1.3 張力控制對(duì)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?jī)?nèi)容14-15
• 2. 冷連軋機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)15-30
• 2.1 冷軋帶鋼塑性變形理論基礎(chǔ)15-19
• 2.1.1 軋制變形區(qū)基本參數(shù)15-16
• 2.1.2 軋制時(shí)的前滑16-17
• 2.1.3 冷軋軋制力公式17-19
• 2.2 冷連軋過(guò)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(dòng)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(dòng)張力控制（ATC）28-29
• 2.7 本章小結(jié)29-30
• 3. 冷連軋機(jī)厚度和張力系統(tǒng)建模30-35
• 3.1 冷連軋機(jī)的厚度和張力控制系統(tǒng)的介紹30
• 3.2 冷連軋機(jī)厚度和張力系統(tǒng)的建模30-33
• 3.3 冷連軋機(jī)厚度和張力系統(tǒng)耦合性研究33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4.多變量解耦控制方法35-41
• 4.1 耦合系統(tǒng)的相對(duì)增益35-36
• 4.2 傳統(tǒng)的耦合系統(tǒng)36-39
• 4.3 自適應(yīng)解耦控制39
• 4.4 智能解耦控制方法39-40
• 4.5 本章小結(jié)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(jié)構(gòu)控制44-47
• 5.2.1 滑模變結(jié)構(gòu)的基本思想44
• 5.2.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制的思想44-45
• 5.2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制的定理45-46
• 5.2.4 滑模變結(jié)構(gòu)控制出現(xiàn)的抖振現(xiàn)象46-47
• 5.3 模糊滑模變結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)控制在厚度和張力系統(tǒng)中的應(yīng)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(jié)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(jié)59-60
• 7.展望和總結(jié)60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況64-65
• 致謝65-66
• 作者簡(jiǎn)介66-67

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