板带轧机压下系统自动控制的研究

发布时间：2017-03-20 10:13

  本文关键词：板带轧机压下系统自动控制的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学技术的进步，国民经济取得了高速发展，汽车、电子等行业对板带钢材的质量要求越来越高。厚度是板带材最重要的质量指标之一，厚度自动控制AGC(Automatic Gauge Control)在现代化带钢生产中起十分重要的作用，其控制性能的优劣将直接影响轧制产品的质量。由于液压压下可依据不同的轧制条件按需改变轧机的当量刚度，具备响应速度快、控制精度高等优点，为了更有效地控制板带材的厚度，提高成品带钢的质量，使用液压压下方式进行板厚控制已成为压下的主要发展方向。 本课题依托国家重点项目“南京美强科技股份有限公司复合材料生产线改造”，对其生产线中的四辊精复合轧机压下系统进行研究，提出对该轧机压下系统进行改造的方案，论文主要研究内容如下： 首先系统地介绍了板厚自动控制理论，分析轧制过程中影响轧件厚度的主要因素，并阐述了每种板厚自动控制方式的原理。为了提高板厚控制精度，尽量降低工程的一次投资，本项目对该轧机采取的改造方案为电动压下和液压压下联合控制板厚，由电动压下进行辊缝粗调，液压压下系统负责辊缝精调；根据实际轧制生产过程，建立了较为全面的伺服液压压下系统的动态模型，并引用模糊PID控制技术，建立了轧机液压压下模糊PID控制系统。最后根据AMESIM软件特有的机械液压元素物理结构，用基本元素建模法建立了完整的液压AGC位置控制系统机械液压仿真模型，在MATLAB软件中设计模糊PID控制器，，并利用AMESIM/Simulink仿真接口进行电液伺服位置控制系统联合仿真。仿真结果充分证明了本文提出的控制方案在提高轧机厚度控制精度方面具有一定的优越性，与常规PID控制相比，模糊PID控制能够取得更好的控制效果，上述研究结果为实际生产中提高轧制厚度精度提供了一种方法。
【关键词】：板厚自动控制 电动压下 液压压下 模糊PID控制 联合仿真
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG333.7;TP273
【目录】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 课题研究的背景和意义12-14
• 1.1.1 课题研究的背景12-13
• 1.1.2 课题研究的意义13-14
• 1.2 板厚自动控制技术发展综述14-18
• 1.2.1 板厚自动控制技术发展14-16
• 1.2.2 轧机压下控制方式的发展16-18
• 1.3 课题研究内容18-20
• 第二章 板带轧机厚度控制理论20-31
• 2.1 板带厚度控制理论20-25
• 2.1.1 轧件的塑性变形原理20-22
• 2.1.2 轧机的弹跳变形与弹跳方程22-25
• 2.2 影响轧制产品厚度的因素25-26
• 2.3 板带轧机厚度控制方式26-31
• 第三章 板带轧机压下控制系统31-54
• 3.1 板带轧机设备组成31-33
• 3.1.1 板带轧机设备结构31-32
• 3.1.2 轧机设备主要参数32-33
• 3.2 电动压下自动控制系统33-40
• 3.2.1 电动压下控制过程33-34
• 3.2.2 电动压下位置控制的基本要求34-35
• 3.2.3 电动压下定位过程的控制算法35-37
• 3.2.4 电动压下电机的控制方式37-40
• 3.3 液压压下控制40-42
• 3.3.1 液压压下位置控制原理40-41
• 3.3.2 液压压下控制的优点41-42
• 3.4 轧机压下自动控制系统配置42-49
• 3.4.1 控制系统硬件配置42-44
• 3.4.2 控制系统软件编程44-49
• 3.5 轧机压下自动控制系统的通讯49-54
• 3.5.1 控制系统通讯方式49-50
• 3.5.2 S7-400CPU 与 FM458-1DP 通信50-51
• 3.5.3 FM458-1DP 与 EXM438-1 之间的通信51-54
• 第四章 液压压下控制系统数学模型的建立54-67
• 4.1 伺服阀基本方程54-56
• 4.2 液压缸的基本方程56-61
• 4.2.1 液压缸的连续流量方程56-57
• 4.2.2 液压缸负载力平衡方程57-60
• 4.2.3 阀控缸数学模型60-61
• 4.3 其他部分的数学模型61-63
• 4.3.1 背压回油管道61-62
• 4.3.2 轧机辊系基本方程62
• 4.3.3 位移传感器和压力传感器62-63
• 4.4 参数计算63-67
• 第五章 基于模糊 PID 的液压压下控制67-78
• 5.1 模糊 PID 控制原理67-70
• 5.1.1 模糊控制器工作原理67-68
• 5.1.2 模糊 PID 控制器结构68-70
• 5.2 液压压下模糊 PID 控制器的设计70-78
• 5.2.1 模糊 PID 控制器参数整定70-71
• 5.2.2 模糊 PID 控制器隶属函数的选取71-73
• 5.2.3 选取模糊 PID 控制规则73-75
• 5.2.4 模糊 PID 控制器的解模糊化75-78
• 第六章 基于 AMESIM 和 MATLAB 的 HAPC 仿真研究78-88
• 6.1 联合仿真平台78-80
• 6.1.1 AMESIM 和 MATLAB 的联合仿真78-79
• 6.1.2 联合仿真平台简介79-80
• 6.2 电液伺服位置仿真模型建立80-84
• 6.2.1 联合仿真接口设置80-82
• 6.2.2 联合仿真模型建立82-84
• 6.3 仿真结果与分析84-88
• 第七章 结论88-91
• 7.1 结论88-89
• 7.2 展望89-91
• 参考文献91-97
• 致谢97-99
• 攻读学位期间发表的学术论文99-101
• 附录101-116

【参考文献】

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本文编号：257616