層流冷卻控制PID參數(shù)整定與滑?？刂破髟O(shè)計.pdf

1、帶鋼卷取溫度是影響熱軋帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，卷取溫度控制精度直接影響帶鋼的組織性能和力學(xué)性能。過高和過低的卷取溫度都會使鋼卷的質(zhì)量嚴(yán)重下降，所以提高卷取溫度的控制精度有著重要意義。在帶鋼熱連軋生產(chǎn)過程中，軋后冷卻是一道重要的生產(chǎn)工序，目的是將精軋出口的帶鋼快速冷卻到目標(biāo)卷取溫度。本文以本鋼2300mm帶鋼熱軋機(jī)組為背景，以軋后層流冷卻系統(tǒng)為研究對象，對該系統(tǒng)的工藝過程和控制系統(tǒng)進(jìn)行分析研究。
　　為了深入了解熱連軋層流冷卻系統(tǒng)，

2、本文首先學(xué)習(xí)了層流冷卻系統(tǒng)的工藝流程，并對層流冷卻數(shù)學(xué)模型和現(xiàn)場的機(jī)械和電氣設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的了解。其次對本鋼層流冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了消化吸收，該控制系統(tǒng)將帶鋼分段控制的策略，根據(jù)精軋出口帶鋼數(shù)據(jù)對帶鋼預(yù)設(shè)定、前饋和反饋控制。其中預(yù)設(shè)定模型計算帶鋼冷卻到卷取溫度需要的冷卻水量，前饋控制是對層流冷卻預(yù)設(shè)定的修改，反饋控制是通過實(shí)測帶鋼卷取溫度對精冷區(qū)帶鋼噴水量的調(diào)整。最后，本文對層流冷卻控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究。層流冷卻系統(tǒng)是個時滯系統(tǒng)，它的被控對

3、象是個大滯后環(huán)節(jié)，且層流冷卻是復(fù)雜的非線性過程，難以獲得精確的數(shù)學(xué)模型，這些僅靠常規(guī)PID控制器難以調(diào)節(jié)。
　　本文針對PID控制器的缺陷，將模糊控制和PID控制器結(jié)合起來，揚(yáng)長避短，進(jìn)行不斷的調(diào)試和仿真，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Smith預(yù)估器參數(shù)與被控對象參數(shù)匹配時，這種方法可以有效地解決PID參數(shù)不匹配帶來的過高超調(diào)和過長的調(diào)節(jié)時間，并得出了PID控制器的參數(shù)范圍，提高了現(xiàn)場PID控制器參數(shù)調(diào)節(jié)效率，改善了帶鋼頭部和尾部溫度偏差過大的缺陷，具

4、有一定的工程價值。當(dāng)Smith預(yù)估器參數(shù)與被控對象參數(shù)不匹配時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有明顯的改善，存在不足。其次，利用滑模變結(jié)構(gòu)控制器具有響應(yīng)速度快，對參數(shù)變化及外界擾動不靈敏和對滯后系統(tǒng)有優(yōu)越性等特點(diǎn)，設(shè)計滑模變結(jié)構(gòu)控制器對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過仿真比較，這種控制方法比模糊PID控制效果要好，缺點(diǎn)是存在抖振。最后，對現(xiàn)場采集的帶鋼數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算，得出帶鋼卷取溫度控制曲線，發(fā)現(xiàn)卷取溫度控制在目標(biāo)卷取溫度范圍內(nèi)，滿足工程需要，可以應(yīng)用于實(shí)際工程中