熱連軋厚度控制系統(tǒng)建模與優(yōu)化研究.pdf

1、熱連軋帶鋼按其材質(zhì)、性能的不同可分為:普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、合金鋼。按其用途的不同可分為:冷成型用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、汽車結(jié)構(gòu)鋼、耐腐蝕結(jié)構(gòu)用鋼、機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼、焊接氣瓶及壓力容器用鋼、管線用鋼等。熱軋帶鋼作為多種產(chǎn)品的原料，用途十分廣泛。隨著社會的發(fā)展，對熱軋帶鋼的產(chǎn)量與質(zhì)量提出了更高的要求。板厚精度是板帶材兩大質(zhì)量指標(biāo)之一，又是板帶軋制領(lǐng)域里的兩大關(guān)鍵技術(shù)之一。因此深入研究軋機(jī)厚度控制系統(tǒng)是十分必要的，同時(shí)也具有重要的理論意義和實(shí)際參考價(jià)

2、值。本文針對熱連軋厚度控制系統(tǒng)建模與優(yōu)化展開研究，主要內(nèi)容和成果如下:
　　1)在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對厚度自動控制的發(fā)展概況、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及厚度自動控制的基本理論進(jìn)行了綜述;
　　2)從控制算法入手，采用仿真分析的方法對寶鋼1580熱連軋機(jī)的壓力自動厚度控制系統(tǒng)的控制模型展開研究，得出其需要“多步調(diào)節(jié)”，存在控制速度較慢的問題。嚴(yán)格推導(dǎo)模型的數(shù)學(xué)意義后，改進(jìn)了壓下效率系數(shù)，實(shí)現(xiàn)了壓力自動厚度控制的“一步到位”，提高了

3、壓力自動厚度控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度;
　　3)針對監(jiān)控自動厚度控制系統(tǒng)存在的不可避免的滯后問題，采用Smith預(yù)估策略對其進(jìn)行改進(jìn)，將滯后時(shí)間對控制系統(tǒng)動態(tài)性能的影響降到了最低。用實(shí)際可測的軋制力和輥縫，通過彈跳方程計(jì)算厚度進(jìn)行厚度預(yù)測，消除了Smith預(yù)估控制系統(tǒng)中所建模型不準(zhǔn)確而導(dǎo)致的控制效果不好的弊端;
　　4)帶鋼張力受帶鋼厚度變化的影響而變化，進(jìn)而導(dǎo)致活套角度的頻繁抖動。針對這一問題，采用流量補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ皶r(shí)對秒流量的

4、平衡關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)償，并對機(jī)架間的速度匹配關(guān)系進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，保持帶鋼秒流量的動態(tài)平衡，減少活套動作，進(jìn)一步提高厚度控制精度;
　　5)針對厚控系統(tǒng)投入使用的條件性，采用動態(tài)設(shè)定的方法對帶鋼頭尾的厚度精度進(jìn)行控制，改進(jìn)了動態(tài)設(shè)定的投入時(shí)序，實(shí)現(xiàn)了動態(tài)設(shè)定效果的優(yōu)化;
　　6)由于實(shí)測帶鋼厚度的物理儀表的匱乏，前饋控制很難應(yīng)用于帶鋼的熱軋中，針對這一問題，在不增加測厚儀的前提下，采用預(yù)估的方法實(shí)現(xiàn)了帶鋼熱軋的前饋控制。首先根據(jù)前機(jī)架

5、軋制力的實(shí)測值，通過彈跳方程理論計(jì)算，得出要軋制的后機(jī)架帶鋼厚度，然后進(jìn)行帶鋼厚度移位跟蹤，最終實(shí)現(xiàn)前饋控制，使帶鋼厚度的控制精度得到了有效的提高;
　　7)對熱連軋精軋軋制規(guī)程進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)定，根據(jù)熱連軋精軋的特點(diǎn)和軋制過程數(shù)學(xué)模型建立了熱連軋精軋軋制規(guī)程的多目標(biāo)優(yōu)化模型，并應(yīng)用非支配排序遺傳算法Ⅱ?qū)徇B軋精軋軋制規(guī)程進(jìn)行優(yōu)化，獲得了比原軋制規(guī)程更好的結(jié)果;
　　8)采用頻譜分析等手段對帶鋼厚度偏差的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并對