高精度冷連軋厚度控制策略的研究與應用.pdf

1、厚度精度是冷連軋帶鋼最主要的尺寸精度之一，厚度自動控制一直是冷連軋生產(chǎn)中不可缺少的組成部分。本文以某薄板科技有限公司1450mm五機架冷連軋機建設項目為背景，通過對模型設定系統(tǒng)、液壓執(zhí)行機構控制系統(tǒng)、機架間張力控制系統(tǒng)和厚度自動控制系統(tǒng)等進行研究，建立了一套綜合的冷連軋厚度控制策略，并將其應用于生產(chǎn)實際，且取得了良好的效果。主要研究內容如下：
　　(1)依據(jù)冷連軋工藝特點，研究了可在線工程應用的數(shù)學模型。為了保證模型設定的精度以及

2、解決傳統(tǒng)方法難以求解的問題，采用了簡易有限元法對軋制參數(shù)進行計算。為了提高輥縫預設定的精度，采用了一種新型的冷連軋機彈跳模型。綜合考慮了冷連軋過程中的重要因素，開發(fā)了一種基于成本函數(shù)的多目標軋制規(guī)程優(yōu)化模型。
　　(2)研究了液壓執(zhí)行機構和機架間張力的控制系統(tǒng)。對液壓壓上系統(tǒng)的位置控制模式、軋制力控制模式和單側控制模式進行了分析，并對液壓彎輥系統(tǒng)和液壓軋輥橫移系統(tǒng)的控制策略進行了深入分析。針對伺服非線性和伺服零偏等特性，開發(fā)了相應

3、的補償控制策略。提出了基于動態(tài)張力閾值的機架間張力控制策略，分別對正常張力控制閉環(huán)和極限張力控制閉環(huán)進行了深入研究。
　　(3)結合軋機的儀表配置，設計并建立了五機架冷連軋厚度自動控制系統(tǒng)。通過在第1和第2機架設置多種類型的AGC，將大部分尖峰性的厚度偏差在前部機架消除。在末機架采用多種AGC控制策略，針對不同的軋制策略保證了成品厚度精度。開發(fā)了末機架軋制力補償控制，在優(yōu)化了厚度和張力控制方式的基礎上保證了末機架軋制力的控制精度。

4、提出了動態(tài)負荷平衡控制，防止了某個機架的負荷過大。開發(fā)了速度修正控制以保障AGC對機架速度的調節(jié)過程得到高效合理的執(zhí)行。
　　(4)為了提高監(jiān)控AGC系統(tǒng)的性能，將改進型Smith預估補償控制和輔助反饋迭代學習控制引入了監(jiān)控AGC系統(tǒng)。建立了監(jiān)控AGC內環(huán)系統(tǒng)的理論模型。為了解決由于控制器單一性造成的常規(guī)Smith預估監(jiān)控AGC系統(tǒng)響應速度和調節(jié)精度不佳的問題，提出了Smith預估補償控制的改進型策略。在此基礎上設計了基于輔助反饋

5、迭代學習控制的改進型Smith預估監(jiān)控AGC系統(tǒng)，有效地彌補了Smith預估監(jiān)控AGC系統(tǒng)性能過度依賴模型精度的缺點。通過仿真實驗對以上三種監(jiān)控AGC系統(tǒng)的控制效果進行分析。
　　(5)采用現(xiàn)場實際曲線分析了液壓壓上系統(tǒng)和機架間張力控制系統(tǒng)的控制效果，并對典型厚度規(guī)格帶鋼和極薄規(guī)格鍍錫卷的厚度控制效果進行了分析，對該厚度控制策略的效果作了有說服力的評價。
　　本文的研究結果針對冷連軋過程的厚度控制，具有較強的實用性。目前，已