热连轧AGC鲁棒预测控制研究

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对于板材来说,厚度精度指标是所有的尺寸精度指标中最基本、最重要的指标之一。因此,厚度自动控制(Automatic gauge control,AGC)是轧制过程自动化不可缺少的关键组成部分。学者们在很长的一段时间中,不断的改进AGC系统的设备,控制方法,这些在AGC系统中都取得了很大的成果。随着科学技术的不断发展,板带轧机的产量和质量日益成为人们追求的首要目标,因此深入研究轧机厚度控制是十分必要的。  AGC系统是复杂系统,不仅是结构上的,还有工作原理上的。它存在的不确定性多种多样,既有结构上的也有参数性上的,实际生产时遇到的情况也很多样,所以常规的控制方法设计的控制器不能满足实际生产情况的需求。鲁棒H∞控制的优点是在已经知道不确定范围的前提下设计控制器,来保证闭环系统稳定,并且达到期望的性能指标;预测控制的优点是控制效果好、鲁棒性强、对模型精确性要求不高。  针对热连轧自动厚度控制的不确定性,将鲁棒H∞控制与模型预测控制(Modelpredictive control,MPC)机理相结合,提出一种全新的鲁棒预测控制模型,并根据这个模型给出对应的控制策略。首先通过分析弹跳方程,分析出板材厚度的变化来源,并分析传统的AGC控制模型的局限;其次,考虑轧件在轧机机架间传送的扰动,在AGC控制模型的前馈部分,引入了H∞滤波器,使得轧件能够在传送地过程中产生地不确定性得到有效抑制。同时,通过利用模型预测控制机理,对轧制力进行动态预测,使得轧制力能够得到最快的优化。最后进行仿真,仿真结果表明基于鲁棒预测控制的AGC相较于传统AGC控制的厚度输出,稳定性更好。
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