热连轧厚度控制理论及算法的研究与实现

论文摘要

板厚是决定带钢几何尺寸精度的主要质量指标,板厚控制系统是一个复杂的多变量系统,热轧带钢的板厚控制是轧制领域研究的热点和难点之一。本文通过对目前热连轧上厚度控制的现状以及发展趋势的分析比较,指出在热连轧上对厚度控制进一步提高的方法可采用冷连轧上较为成熟的技术——流量AGC。本文研究了厚度控制的基础结构:速度控制系统,活套控制系统,压下控制系统等的基本控制方法。基于厚度控制的基础结构,给出关于厚度控制的参数数学模型,例如压下系统模型,动态设定型AGC的数学模型,塑性计算的数学模型,轧制规程计算数学模型等。对热连轧流量AGC控制原理进行了研究,分析了冷热连轧实现流量AGC执行机构的相同与不同点,提出了在热连轧上使用流量AGC可采用活套角与辊缝闭环的方法,并对热连轧上使用流量AGC进行了实验,实验结果表明在热连轧上使用流量AGC能有效提高热轧带钢厚度的精度。对热连轧上厚度控制的计算机系统结构做了设计,所使用的控制器是西门子TDC;设计了控制系统二级HMI的画面。本文研究成果便于今后更好地使用、维护和调试厚度控制探索了一条新的途径,并积累了一定的研究经验。论文的研究理论与实际控制方法对我国热连轧厚度自动控制功能的正常投用具有较大的理论意义和实际经济价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 厚度自动控制技术的现状与发展
• 1.3 厚度控制基本理论
• 1.4 本文研究内容和结构
• 第二章 AGC 控制系统的基础结构
• 2.1 速度主令控制
• 2.2 工作辊弯辊控制系统
• 2.3 活套控制
• 2.3.1 起落套逻辑控制
• 2.3.2 活套位置控制
• 2.3.3 活套器力矩计算
• 2.4 液压辊缝控制（HGC）
• 2.4.1 HGC 控制器
• 2.4.2 HGC 功能描述
• 2.4.3 HGC 伺服执行机构
• 2.4.4 HGC 辊缝标定
• 第三章 AGC 控制数学模型的构建
• 3.1 厚控系统的数学模型
• 3.1.1 压下系统模型
• 3.1.2 动态设定型AGC 的数学模型
• 3.1.3 塑性系数计算的数学模型
• 3.1.4 轧制规程计算数学模型
• 3.2 相关的补偿功能
• 3.2.1 尾部补偿
• 3.2.2 轧辊偏心补偿
• 3.2.3 轧辊热凸度和磨损变化的补偿
• 第四章 流量AGC 的算法实现
• 4.1 流量AGC 控制原理
• 4.2 基于活套角与辊缝闭环的流量AGC 控制方案
• 4.3 流量补偿
• 4.3.1 轧制过程中的流量方程
• 4.3.2 流量补偿的原理
• 4.3.3 流量补偿算法
• 第五章 AGC 控制系统的实现
• 5.1 计算机系统的介绍
• 5.2 数据采集
• 5.3 实验
• 5.4 关联条件
• 5.5 实验分析
• 5.6 HMI 功能
• 5.7 系统工作过程
• 5.8 实验结果的显示与分析
• 5.9 流量AGC 应用评价
• 第六章 结束语
• 6.1 本论文工作总结
• 6.2 进一步工作的设想
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢