板帶軋機(jī)軋輥偏心控制的研究.pdf

1、厚度精度是衡量板帶材質(zhì)量的主要指標(biāo),軋輥偏心是造成周期性厚度偏差的主要因素。為了提高板帶材的厚度精度,針對板帶軋機(jī)軋制過程中存在的軋輥偏心問題,研究AGC系統(tǒng)如何有效地抑制和補(bǔ)償軋輥偏心。論文對軋輥偏心控制中存在的偏心算法的精確性和強(qiáng)適應(yīng)性問題、軋機(jī)系統(tǒng)在補(bǔ)償高頻的周期偏心信號時(shí)的相位滯后和幅值衰減問題及偏心控制實(shí)現(xiàn)等問題進(jìn)行了深入研究,提出了相應(yīng)的控制算法和控制方案,并利用實(shí)驗(yàn)軋機(jī)對研究結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,取得了良好的效果。論文的主要研究

2、內(nèi)容如下:
　　 1)偏心控制模型的研究。在對軋輥偏心成因進(jìn)行分析歸類的基礎(chǔ)上,依次針對單輥、兩輥和四輥分別具有旋轉(zhuǎn)偏心、橢圓偏心或者同時(shí)兩類偏心的情況進(jìn)行了分析,內(nèi)容包括:(1)偏心的周期問題;(2)偏心波動最大和最小時(shí),各偏心分量初始相位角之間的關(guān)系;(3)偏心主要分量確定及模型的合并簡化;研究了上下支撐輥存在明顯輥徑差時(shí)偏心的偏擺現(xiàn)象;基于對各種偏心特點(diǎn)的分析研究,提出了軋輥偏心控制的統(tǒng)一模型;提出了通過優(yōu)化各個軋輥初始相

3、位角之間的關(guān)系來減輕或克服偏心影響的相位優(yōu)化控制新策略。
　　 2)軋輥偏心傅里葉算法研究。在研究四種基本傅里葉變換、快速傅里葉算法、頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)的基礎(chǔ)上,提出了漢寧窗采樣的快速傅里葉變換修正算法(HMFFT),詳細(xì)推導(dǎo)了該算法的頻率、幅值、相位修正公式。該算法有如下特點(diǎn):(1)精度高,特別是相位的計(jì)算精度很高,在非整周期截?cái)嗲闆r下能有效地降低頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)產(chǎn)生的誤差;(2)計(jì)算簡單、速度快。它對標(biāo)準(zhǔn)FFT算法的計(jì)算結(jié)

4、果的頻域值進(jìn)行再處理,只增加了兩次復(fù)數(shù)加法的計(jì)算量;(3)應(yīng)用范圍廣,可用于帶鋼厚度偏差的高精度診斷,也可用于板帶材的高精度軋輥偏心補(bǔ)償控制。
　　 3)軋輥偏心控制的小波閾值法研究。針對傅里葉算法和其他一些辨識算法的缺點(diǎn),提出了一種軋輥偏心控制的自動優(yōu)化小波閾值法,設(shè)計(jì)了采用自動優(yōu)化小波閾值法的AGC系統(tǒng)(AW-AGC),它有以下優(yōu)點(diǎn):(1)當(dāng)偏心頻率變化和軋輥存在明顯輥徑差時(shí),仍能精確的分析出軋輥偏心模型,并且其計(jì)算結(jié)果是最

5、優(yōu)估計(jì);(2)不僅能夠消除軋輥偏心對帶鋼厚度均勻性所產(chǎn)生的直接不良影響,而且可以避免軋輥偏心所造成的GM-AGC調(diào)節(jié)質(zhì)量的惡化;(3)具有參數(shù)自動調(diào)整、算法簡單、魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)。
　　 4)AGC系統(tǒng)軋輥偏心補(bǔ)償?shù)南辔粶笱芯?。針對常?guī)輥縫控制系統(tǒng)在補(bǔ)償軋輥偏心這一高頻周期信號時(shí),會產(chǎn)生嚴(yán)重的相位滯后和幅值衰減,從而導(dǎo)致補(bǔ)償失敗的情況,研究了輥縫控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻域特性與偏心補(bǔ)償?shù)姆邓p和相位滯后的關(guān)系,及幅值衰減和相位滯后對偏

6、心補(bǔ)償效果的影響;采用重復(fù)控制原理,設(shè)計(jì)偏心補(bǔ)償?shù)闹貜?fù)控制器,提出了一種基于傳統(tǒng)PI控制和嵌入式重復(fù)控制的新型復(fù)合控制方案,研究了重要控制參數(shù)的整定;該方案結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn),具有良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性,能有效地消除偏心補(bǔ)償?shù)姆邓p和相位滯后。
　　 5)軋輥偏心控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。以實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)軋機(jī)為控制對象,設(shè)計(jì)了軋輥偏心控制的硬件和軟件系統(tǒng),開發(fā)了相關(guān)的偏心控制軟件,分別采用了HMFFT法和A-WAVELET法進(jìn)行軋輥偏心