箔材和薄帶材冷軋過程中板形控制的研究.pdf

1、本文以鋁合金箔材板形控制技術(shù)研究和本鋼冷軋廠四機架冷軋薄帶材板形控制的研究為背景，對箔材和薄帶材冷軋板形控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。針對實際板形控制模型中板形調(diào)控功效僅根據(jù)箔材和帶材寬度設(shè)定，使得板形偏差未能更好的消除。詳細(xì)分析了基于多變量最優(yōu)化板形控制系統(tǒng)的核心參數(shù)——板形調(diào)控功效和核心模型——多變量最優(yōu)化計算模型。建立箔材和薄帶材板形調(diào)控功效計算的有限元模型，分析了帶寬、軋制力、彎輥力和傾斜力等因素對板形調(diào)控功效的影響規(guī)律?；趯ε挤ú捎?/p>

2、C語言開發(fā)出多變量最優(yōu)化閉環(huán)反饋控制模塊。主要研究內(nèi)容有:
　　(1)傳統(tǒng)的冷軋理論將軋輥輪廓仍當(dāng)成圓弧形，很好的應(yīng)用于帶材冷軋過程，當(dāng)?shù)摷僭O(shè)應(yīng)用于箔材軋制過程出現(xiàn)很大偏差。采用ABAQUS/Explicit商業(yè)有限元軟件建立箔材二維軋制過程有限元模型，計算變形區(qū)內(nèi)接觸壓力分布和軋輥表面輪廓形狀。通過分析計算結(jié)果，箔材軋制變形區(qū)存在一箔材厚度不發(fā)生變化的中性區(qū)域，該結(jié)果與FLECK等關(guān)于箔材軋制過程“墊子”理論的吻合較好。

3、>　　(2)為了進(jìn)一步優(yōu)化彎輥力預(yù)設(shè)定，建立薄帶材軋制彎輥力預(yù)設(shè)定的有限元模型。將有載輥縫和薄帶材斷面輪廓用切比雪夫多項式進(jìn)行分解，根據(jù)輪廓匹配原則，即切比雪夫多項式二次項系數(shù)相等，建立彎輥力的有限元法預(yù)設(shè)定模型。
　　(3)確定板形控制系統(tǒng)核心參數(shù)和核心模型。詳細(xì)分析VAI四輥箔材軋制板形控制系統(tǒng)目標(biāo)曲線設(shè)定、板形前饋控制、板形閉環(huán)反饋以及噴淋控制過程;分析了ABB四輥薄帶材軋制板形控制過程目標(biāo)曲線設(shè)定、板形前饋控制和板形閉環(huán)控

4、制系統(tǒng)。對比研究上述兩種板形控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)多變量最優(yōu)化板形控制系統(tǒng)的核心模型參數(shù)和核心模型分別為板形調(diào)控功效和多變量最優(yōu)化計算模型。
　　(4)原有板形控制系統(tǒng)中板形調(diào)控功效僅根據(jù)箔材和帶材寬度設(shè)定，使得彎輥力和傾斜力調(diào)節(jié)量未能更好的消除板形偏差。建立箔材和薄帶材板形調(diào)控功效計算有限元模型，分析寬度、軋制力、彎輥力和傾斜力等參數(shù)對板形調(diào)控功效影響，為調(diào)試板形調(diào)控功效提供控制策略。
　　(5)基于箔材軋制變形特點，傳統(tǒng)模式識別板

5、形控制系統(tǒng)通過傾斜和彎輥消除一次板形偏差和二次板形偏差不能有效的應(yīng)用于箔材板形控制。本文根據(jù)對偶法，采用C語言開發(fā)出多變量最優(yōu)化閉環(huán)反饋計算模型，多變量最優(yōu)化板形控制具有更廣泛的應(yīng)用范圍和更好的應(yīng)用效果。
　　(6)針對箔材和薄帶材生產(chǎn)現(xiàn)場實際板形問題，基于多變量最優(yōu)化箔材和薄帶材軋制板形閉環(huán)控制原理，調(diào)整板形調(diào)控功效，調(diào)整前饋彎輥力修正量由3.7調(diào)整到4.0，平直度偏差減小了50％，箔材板形反饋控制，將彎輥力板形調(diào)控功效比例系數(shù)