本文關(guān)鍵詞：可逆冷帶軋機速度張力多變量耦合系統(tǒng)的控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 可逆冷帶軋機 速度張力系統(tǒng) 解耦控制 滑模變結(jié)構(gòu)控制 自適應(yīng)反步控制 反饋線性化 Hamilton理論 無張力計控制

【摘要】：可逆冷帶軋機速度張力系統(tǒng)是保證軋機系統(tǒng)安全、高效軋制的基礎(chǔ),其中維持冷帶軋機張力的恒定是保證帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段,若帶鋼張力波動太大不僅影響板形板厚精度,甚至?xí)斐蓴鄮�。在可逆冷帶軋機的實際軋制生產(chǎn)過程中,其左、右卷取機張力和主軋機速度之間構(gòu)成了一個多變量、非線性、強耦合和不確定的復(fù)雜時變系統(tǒng)。常規(guī)的冷帶軋機速度張力控制方法多采用單變量控制原則,即主觀上忽略速度和張力間的耦合關(guān)系來分別設(shè)計速度控制系統(tǒng)和張力控制系統(tǒng),但這在一定程度上影響了速度張力系統(tǒng)的控制精度和帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步提高。為了削弱可逆冷帶軋機速度張力系統(tǒng)中各變量間的相互耦合影響,提高系統(tǒng)的跟蹤控制精度,增強系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性,改善系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制性能,降低控制系統(tǒng)的成本,本文主要進(jìn)行了以下幾個方面的研究工作:首先,采用機理建模方法建立了相對完備的可逆冷帶軋機速度張力多變量耦合系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型;針對存在參數(shù)攝動和負(fù)載擾動的主軋機速度子系統(tǒng),提出一種基于積分滑模的自適應(yīng)反步控制方法,有效提高了系統(tǒng)的跟蹤控制精度和抗干擾能力。其次,針對可逆冷帶軋機速度張力系統(tǒng)的解耦和協(xié)調(diào)控制問題,分別從靜態(tài)解耦和動態(tài)解耦兩個角度進(jìn)行了研究。1)提出一種基于不變性原理的復(fù)合控制方法,該方法應(yīng)用不變性原理實現(xiàn)速度張力系統(tǒng)的靜態(tài)解耦;由擴張狀態(tài)觀測器(ESO)、反步法和全局滑模面構(gòu)成復(fù)合控制,有效增強了系統(tǒng)的漸近跟蹤性能和魯棒穩(wěn)定性。2)為實現(xiàn)速度張力系統(tǒng)的輸入\輸出動態(tài)解耦和全局線性化,提出一種基于冪指數(shù)趨近律的微分幾何動態(tài)滑模解耦控制方法,該方法有效削弱了系統(tǒng)的抖振,提高了系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。3)考慮參數(shù)攝動和負(fù)載擾動對系統(tǒng)性能的影響,提出一種基于逆系統(tǒng)動態(tài)解耦和小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(WNN)的非奇異終端滑�？刂品椒�,該方法應(yīng)用逆系統(tǒng)理論將系統(tǒng)模型解耦成偽線性系統(tǒng),并基于反步法和雙冪次趨近律完成非奇異終端滑�？刂破鞯脑O(shè)計;采用WNN對系統(tǒng)的不確定項進(jìn)行逼近,有效提高了速度張力系統(tǒng)的跟蹤控制精度。再次,將可逆冷帶軋機速度張力系統(tǒng)中的耦合項看成外擾,分別從觀測器設(shè)計和魯棒抑制兩個角度進(jìn)行了研究。1)提出一種基于ESO的全局積分滑模自適應(yīng)反步控制方法,該方法基于分散控制原理,通過構(gòu)造ESO對由系統(tǒng)耦合項和不確定項構(gòu)成的綜合外擾進(jìn)行動態(tài)觀測,并將其觀測值引入基于反步法設(shè)計的全局積分滑模自適應(yīng)控制器中進(jìn)行補償,速度張力系統(tǒng)實現(xiàn)了有效的動態(tài)解耦和協(xié)調(diào)控制。2)考慮參數(shù)攝動對系統(tǒng)性能的影響,提出一種調(diào)節(jié)參數(shù)少、易于整定的耗散Hamilton控制方法,該方法采用侵入與不變流形(II)自適應(yīng)方法對系統(tǒng)中的攝動參數(shù)進(jìn)行估計,并基于互聯(lián)和阻尼配置以及能量整形方法設(shè)計出魯棒性較強的速度張力外環(huán)耗散Hamilton控制器;將速度張力外環(huán)的輸出作為電流內(nèi)環(huán)的給定,進(jìn)而完成系統(tǒng)電流內(nèi)環(huán)積分滑�？刂破鞯脑O(shè)計。最后,針對可逆冷帶軋機速度張力系統(tǒng)的無張力計控制問題,基于反饋耗散Hamilton理論,并結(jié)合“擴張系統(tǒng)+反饋”方法完成系統(tǒng)速度張力外環(huán)自適應(yīng)狀態(tài)觀測器和Hamilton控制器的設(shè)計,實現(xiàn)了系統(tǒng)的無張力計控制,降低了控制系統(tǒng)的成本;設(shè)計的系統(tǒng)電流內(nèi)環(huán)魯棒控制器實現(xiàn)了可逆冷帶軋機速度和張力間的協(xié)調(diào)控制及對不確定項的2L干擾抑制。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG334.9

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王永初;蔣莉莉;王曉霞;;相對放大系數(shù)的若干評注[A];1998年中國控制會議論文集[C];1998年

，

本文編號：1276200