冷連軋軋制特性分析與控制策略研究.pdf

1、大型薄板酸洗冷連軋成套設(shè)備是冷軋生產(chǎn)中系統(tǒng)性極強(qiáng)、技術(shù)難度極大、精度要求極高的綜合性技術(shù)，其核心設(shè)備與核心技術(shù)的自主集成是我國先進(jìn)冶金成套設(shè)備自主化重要目標(biāo)之一。本文以某1450mm酸洗冷連軋機(jī)組建設(shè)及自動(dòng)化控制系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目為背景，對冷連軋軋制特性與軋制過程中的輥縫控制技術(shù)、厚度控制技術(shù)、張力控制技術(shù)和主令控制技術(shù)等進(jìn)行了研究，并將研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)，取得了良好的控制效果。主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)分析了冷連軋生產(chǎn)過程中軋制變

2、形區(qū)及其主要參數(shù)的概念以及變形區(qū)主要參數(shù)的計(jì)算方法，為簡化微分方程求解問題，研究了采用數(shù)值積分方法求解軋制過程工藝參數(shù)，給出了適于在線應(yīng)用的軋制力模型、變形抗力模型、摩擦系數(shù)模型及前滑模型。研究了冷連軋過程基本方程，包括秒流量方程、軋機(jī)彈跳方程、張力方程及功率方程。
　　(2)結(jié)合軋制過程基本方程，建立用于軋制過程特性分析的增量模型，根據(jù)求導(dǎo)法則，逐個(gè)計(jì)算軋制力、軋制力矩和前滑對軋機(jī)入、出口厚度以及前后張力的偏微分系數(shù)，通過運(yùn)用矩

3、陣運(yùn)算方式計(jì)算軋制工藝參數(shù)間的影響系數(shù)。研究了冷連軋過程中厚度與張力的協(xié)同優(yōu)化控制，給出了針對線性二次型問題最優(yōu)解轉(zhuǎn)化為求解代數(shù)Riccati方程之特解的方法，通過仿真分析了來料厚度波動(dòng)對各機(jī)架出口厚度和機(jī)架間張力的影響。
　　(3)根據(jù)產(chǎn)品厚度精度要求和特殊儀表配置，開發(fā)了一套冷連軋機(jī)厚度控制系統(tǒng)與張力控制系統(tǒng)。針對實(shí)測信號的干擾問題，提出了一種基于雙線性變換設(shè)計(jì)帶阻濾波器的方法，在不影響測量信號動(dòng)態(tài)響應(yīng)的基礎(chǔ)上，提高了實(shí)測數(shù)據(jù)

4、的準(zhǔn)確性。研究了液壓輥縫控制系統(tǒng)的兩種控制方式，給出了前饋AGC、秒流量AGC和基于Smith預(yù)估器的監(jiān)控AGC的控制原理與控制算法，設(shè)計(jì)了用于軋機(jī)入、出口張力控制的間接恒張力控制策略，為了保證鋼卷內(nèi)緊外松對張力的要求，給出了錐度張力的設(shè)定方法，針對冷連軋過程對機(jī)架間張力控制精度的要求，開發(fā)了常規(guī)張力控制與安全張力控制兩種控制策略。
　　(4)針對冷連軋過程的特點(diǎn)和實(shí)際情況，設(shè)計(jì)并建立了一套冷連軋機(jī)主令控制系統(tǒng)，開發(fā)了軋機(jī)速度控制

5、技術(shù)，并對其中的預(yù)設(shè)定值處理、主令速度計(jì)算、軋區(qū)帶鋼跟蹤及帶尾自動(dòng)定位技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。針對軋機(jī)出口飛剪和卷取機(jī)兩個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，優(yōu)化改進(jìn)了控制算法和控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高效的自動(dòng)剪切與自動(dòng)卷取。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，采用“逆流調(diào)節(jié)”的方法實(shí)現(xiàn)了軋制過程中的動(dòng)態(tài)變規(guī)格。
　　(5)給出了冷連軋機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件網(wǎng)絡(luò)配置和軟件結(jié)構(gòu)，針對控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的幾個(gè)關(guān)鍵問題進(jìn)行了介紹，采用現(xiàn)場實(shí)際曲線分析了輥縫控制技術(shù)、厚度控制技術(shù)和張力控