热连轧机厚度控制系统的智能控制研究

论文摘要

板厚精度是板带材的重要指标之一,板厚控制也是轧制领域中核心技术之一。厚度自动控制系统（Automatic Gauge Control System,简称AGC系统）是轧机自动化系统中不可或缺的一部分,但由于轧制工艺的复杂性,AGC系统参数存在不确定性,要建立精确的数学模型比较困难,采用智能技术为轧机厚度自动控制提供了一种有效途径。高精度轧制成为了目前轧制技术的一个重要发展方向,这也对液压AGC系统的控制精度有了更高的要求。本课题以山东省猎鹰翼板厂的热连轧液压AGC自动厚度控制系统项目为背景,主要做了以下几方面的研究工作：1.在分析液压AGC系统工作特点的基础上,对热连轧机液压厚度自动控制（AGC）系统进行理论分析,确定系统的控制方案。2.对猎鹰翼板厂的液压AGC系统进行全面分析,将系统进行合理简化,建立该系统的数学模型。3.为AGC系统的主要部件进行了实际选型。4.利用Simulink软件对液压AGC系统进行仿真研究,分析系统的动、静态特性。为系统设计PID控制器,对系统进行校正,使系统的动、静态特性达到设计的要求。5.根据液压AGC系统的特点,采用模糊自适应PID、混合型模糊-PID及PID三种控制策略分别对AGC系统进行智能控制,并对三种控制策略下的性能进行了比较分析。研究结果表明,模糊自适应PID控制效果最好,满足系统响应快,精度高的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 板厚控制技术的发展及国内外研究现状
• 1.3 热连轧轧制过程简述
• 1.4 液压AGC控制系统概述
• 1.4.1 液压AGC控制系统
• 1.4.2 轧机液压AGC系统的特点
• 1.5 研究轧机厚度控制系统的目的和意义
• 1.6 课题研究的主要内容
• 第2章 AGC厚度控制基本理论
• 2.1 轧机弹塑曲线
• 2.1.1 弹跳模型的基本概念
• 2.1.2 轧机基本模型
• 2.1.3 轧机的弹跳曲线和弹跳方程
• 2.1.4 轧机弹塑曲线及其应用
• 2.1.5 热轧带钢厚差产生的原因
• 2.2 厚度波动分析
• 2.3 板厚控制的基本途径
• 2.4 热连轧AGC的控制方式及原理
• 2.4.1 绝对值AGC
• 2.4.2 反馈AGC
• 2.4.3 前馈AGC
• 第3章 精轧机组液压AGC系统设计分析
• 3.1 主要设计参数计算
• 3.2 系统工作技术参数确定
• 3.3 主要元件选型设计计算
• 第4章 液压AGC系统的建模与仿真
• 4.1 液压AGC系统结构
• 4.2 液压AGC系统动态模型的建立
• 4.2.1 伺服阀基本方程
• 4.2.2 AGC系统的传递函数
• 4.2.3 其他元件的基本方程
• 4.3 仿真分析
• 4.3.1 仿真软件-Simulink简介
• 4.3.2 主要参数的确定
• 4.3.3 系统的仿真
• 4.4 PID校正
• 4.4.1 PID概述
• 4.4.2 PID控制原理
• 4.4.3 PID控制参数的整定
• 4.4.4 PID仿真
• 第5章 AGC的智能控制
• 5.1 模糊控制
• 5.1.1 模糊控制简介
• 5.1.2 模糊控制的发展
• 5.1.3 模糊控制的特点
• 5.1.4 模糊控制的基本原理
• 5.1.5 模糊控制器的设计
• 5.1.6 模糊控制模型的建立与仿真
• 5.2 模糊-PID控制
• 5.3 模糊自适应PID控制
• 5.4 三种PID控制的比较
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢