本文關(guān)鍵詞：冷連軋機(jī)液壓AGC系統(tǒng)的建模與仿真

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【摘要】：隨著現(xiàn)代化工業(yè)的快速發(fā)展,高質(zhì)量冷軋帶鋼的需求量日益增加,軋制方法和軋制技術(shù)發(fā)展迅速。液壓控制系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于軋鋼控制系統(tǒng)。本文以山東冠洲集團(tuán)六輥全連續(xù)五連軋工程項(xiàng)目中的五機(jī)架六輥冷連軋機(jī)組AGC控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)為研究基礎(chǔ),以1#機(jī)架液壓AGC系統(tǒng)為研究對象,通過學(xué)習(xí)國內(nèi)外冷軋帶鋼相關(guān)文獻(xiàn)資料后,結(jié)合軋制理論和現(xiàn)場的調(diào)研,對本項(xiàng)目的冷連軋機(jī)的液壓AGC系統(tǒng)建模,并對所建立的模型進(jìn)行仿真分析。首先,對現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝及其自動化控制系統(tǒng)組成進(jìn)行學(xué)習(xí),其中包括基礎(chǔ)自動化(1級)、過程自動化(2級)和HMI界面。同時,了解相關(guān)的厚度控制理論和各種厚度控制方式的數(shù)學(xué)模型,為軋制模型的建立做準(zhǔn)備。其次,利用液壓伺服控制系統(tǒng)各部件的基本方程,推導(dǎo)出液壓AGC系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。將本項(xiàng)目所采用的各元件的參數(shù)代入傳遞函數(shù)表達(dá)式,得到傳遞函數(shù)的具體表達(dá)形式。以單位階躍信號作為輸入信號,對系統(tǒng)的時域及頻域特性進(jìn)行仿真,分析仿真結(jié)果。針對該系統(tǒng)存在的問題,加入PID控制器對系統(tǒng)進(jìn)行校正,本系統(tǒng)采用的是PI控制,對控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。由于傳統(tǒng)PID控制器的PI參數(shù)無法根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)的變化而變化,以及液壓伺服控制系統(tǒng)對響應(yīng)速度的快速性要求,提出了結(jié)合模糊控制理論,設(shè)計(jì)模糊PID控制器的方法對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。并通過MATLAB仿真軟件對改進(jìn)后的系統(tǒng)進(jìn)行仿真,驗(yàn)證系統(tǒng)在響應(yīng)速度、抗干擾能力及在線實(shí)時調(diào)整PI參數(shù)方面具有更好的控制效果。最后,利用前饋控制、反饋控制厚度控制的數(shù)學(xué)模型及現(xiàn)場軋制數(shù)據(jù),以冷連軋機(jī)1#機(jī)架液壓AGC系統(tǒng)的動態(tài)模型為基礎(chǔ),應(yīng)用MATLAB/Simulink軟件對所建立的模型進(jìn)行仿真,分析常規(guī)PID控制及模糊PID控制下,對比兩種控制策略的出口厚度差曲線。另外,通過將仿真曲線與現(xiàn)場實(shí)測曲線對比,驗(yàn)證所建立的軋制模型的準(zhǔn)確性和仿真方法的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：冷帶軋鋼 液壓伺服控制系統(tǒng) 模糊控制 厚度自動控制 系統(tǒng)仿真
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG333
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 板帶軋制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 人工操作階段10
• 1.2.2 常規(guī)自動調(diào)整階段10-11
• 1.2.3 以彈跳方程為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)控制階段11-12
• 1.2.4 自動化控制階段12
• 1.3 本課題主要工作12-14
• 第二章 AGC理論基礎(chǔ)及液壓AGC系統(tǒng)14-25
• 2.1 AGC的基本概念14-17
• 2.1.1 軋機(jī)彈跳方程14-15
• 2.1.2 軋件塑性曲線與P-h圖15-16
• 2.1.3 厚度方程16-17
• 2.2 液壓AGC系統(tǒng)組成17-18
• 2.3 液壓AGC系統(tǒng)的動態(tài)模型18-22
• 2.3.1 伺服放大器18
• 2.3.2 電液伺服閥18-19
• 2.3.3 液壓缸19-20
• 2.3.4 軋機(jī)輥系力學(xué)方程20-21
• 2.3.5 位移傳感器21-22
• 2.3.6 輥縫傳遞系數(shù)及油缸位移xp與輥縫xh的關(guān)系22
• 2.4 液壓AGC系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和方框圖22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 控制策略在液壓AGC系統(tǒng)中的應(yīng)用25-36
• 3.1 未校正系統(tǒng)動態(tài)仿真25-27
• 3.1.1 系統(tǒng)動態(tài)性能仿真25-26
• 3.1.2 系統(tǒng)相對穩(wěn)定性的分析26-27
• 3.2 常規(guī)PID控制器的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)動態(tài)仿真27-29
• 3.3 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)動態(tài)仿真29-35
• 3.3.1 輸入和輸出變量的確定29
• 3.3.2 各變量隸屬度函數(shù)的確定29-31
• 3.3.3 模糊規(guī)則表的建立31-32
• 3.3.4 解模糊方法32
• 3.3.5 模糊PID控制器的仿真32-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 現(xiàn)場AGC系統(tǒng)概述及軋制模型的仿真36-50
• 4.1 AGC系統(tǒng)簡要框圖和自動厚度控制系統(tǒng)36-38
• 4.1.1 AGC系統(tǒng)框圖36
• 4.1.2 自動厚度控制系統(tǒng)36-38
• 4.2 1450mm 冷連軋機(jī) 1#機(jī)架 AGC 系統(tǒng)38-42
• 4.2.1 前饋控制38-39
• 4.2.2 反饋控制39-40
• 4.2.3 物流控制40
• 4.2.4 各種補(bǔ)償控制方式40
• 4.2.5 1#機(jī)架 AGC 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型40-42
• 4.3 1#機(jī)架 AGC 系統(tǒng)的仿真與實(shí)測對比分析42-49
• 4.3.1 1#機(jī)架前饋 AGC 厚度仿真42-44
• 4.3.2 1#機(jī)架反饋 AGC 厚度仿真44-46
• 4.3.3 1#機(jī)架前饋、反饋 AGC 厚度仿真46-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 結(jié)論50
• 5.2 課題展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 致謝57-58
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄58-59

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