论文部分内容阅读
冷轧薄带钢的纵向厚度精度是衡量板带轧制生产过程中带材质量好坏的两个重要指标之一，提高带材的纵向厚度精度对提高企业的经济效益具有非常重要的意义。液压AGC(AutomaticGaugeControl自动厚度控制英文单词的缩写)是冷连轧机厚度控制系统不可缺少的关键技术之一，对液压AGC系统的研究具有重要的理论和实际意义。
本文针对鞍钢冷轧厂一号线冷连轧机组，详细介绍了该机组的新工艺、新特点，机组的总体构成，测量仪表的位置、功能，入口原料参数、出口产品参数，并明了地介绍了该机组独具特色的扩展质量流量厚度控制原理及各机架的厚度控制方式。简单概述了该机组三级计算机系统的构成和基础自动化级、过程自动化级的功能。详述了液压辊缝控制系统的功能、组成，位置预调节、位置控制、轧制力控制、轧辊的零位调节、倾斜度控制、综合轧制力控制和单独轧制力控制等这些控制方式的原理及它们之间的切换。以第一机架为重点，介绍了该机架厚度控制系统的构成及各AGC子系统的工作原理和功能。
以该机组的第一机架为研究对象，从轧机的弹跳方程出发，结合轧机的弹跳方程曲线和轧件的塑性曲线分析了各种干扰因素对轧件出口厚度的影响。建立了便于分析各种干扰因素对出口厚度影响的厚度方程(3-13)和压力方程(3-15)。以厚度方程(3-13)为基础建立了该机架前馈AGC、监控AGC、秒流量AGC和张力AGC的数学模型。以伺服阀的基本方程(3-52)、液压缸连续性方程(3-59)和液压缸和负载的力平衡方程(3-61)为基础，建立了该机架电液位置控制系统数学模型。所有这些工艺和机电液系统的数学模型模型构成了该机架厚度控制系统完整的数学模型。
在传统传递函数分析的基础上，利用MATLAB/Simulink软件，建立单侧液压压下位置闭环系统动态模型，并采用加速度、速度反馈校正以提高系统的阻尼比和固有频率。使用该模型分析了对液压系统影响较大的两个参数，即液压缸内部泄漏系数和液压缸初始行程，对液压压下位置闭环系统动态性能的影响。从理论上证明了：在实际生产过程中，每次更换轧辊之后要调整楔形块以补偿轧辊的磨损量，从而使液压缸的初始行程固定在中位附近。
根据实际生产过程厚度控制的原理，在单侧液压压下位置闭环系统动态模型的基础上，建立了第一机架双侧液压AGC系统Simulink模型。利用现场采集到的数据作为输入，模拟输出与实际输出拟合很好，误差基本在5μm以内，从而证明所建模型的正确。并在此模型基础上对前馈AGC和监控AGC进行模拟，分析了入口厚度变化和材料塑性刚度系数对轧件出口厚度的影响。
如何提高加速、减速、不停轧而自由改变板厚规格、带钢头部、尾部、焊缝等非稳态轧制过程中带钢的厚度控制精度，进而提高板带材的成品率，是当今板带材厚度控制领域的一个热门课题。自适应控制对提高轧机非稳态过程中轧件出口厚度精度能起到很大的作用，而且从SIMENS公司所引进的轧机控制系统带有自适应控制，但由于诸多原因，传统的自适应控制方法在实际的轧机上很难实现。神经网络对非线性函数具有较强的逼近能力，本文最后以3层前项BP网络作对象的在线辨识器，采用神经PID作控制器，自行编制程序，嵌入到MATLAB/Simulink/Fcn模块，用Simulink进行第一机架前馈AGC神经网络自适应PID控制模拟。通过模型的模拟计算，结果明显好于常规PID控制，同时神经网络自适应PID控制能减小监控AGC延迟的影响。
上述研究结果，为轧制新品种提供可靠的依据和参数；对轧机的故障诊断具有一定的实际参考价值；为人工智能神经网络自适应控制在实际具体轧机上的应用奠定一定的基础。