帶鋼熱連軋精軋厚度-活套綜合控制系統(tǒng)的設計與應用.pdf

1、帶鋼熱連軋精軋是鋼鐵工業(yè)的重要生產(chǎn)過程，其產(chǎn)品在表面質量、幾何尺寸及機械性能等方面都有嚴格的要求。由于其生產(chǎn)過程工藝復雜，工況惡劣，現(xiàn)代熱連軋生產(chǎn)線往往裝備昂貴的高精設備，且由多種自動控制系統(tǒng)聯(lián)合工作，包括自動厚度控制系統(tǒng)，自動寬度控制系統(tǒng)，自動板形控制系統(tǒng)等。另一方面，由于各類擾動的存在，前一軋機帶鋼出口速度和后一軋機帶鋼入口速度往往并不相等，這樣的速差必然導致前后軋機間帶鋼長度與張力的波動。為保證在恒定張力情況下進行軋制，目前絕大多

2、數(shù)熱連軋生產(chǎn)線在前后兩軋機間都安裝了活套裝置。由于傳統(tǒng)的控制方法將厚度、活套及張力，作為獨立的子系統(tǒng)進行控制，不能協(xié)調(diào)處理系統(tǒng)間的耦合，控制性能很難滿足市場對熱軋帶鋼產(chǎn)品日益苛刻的要求。本文以厚度、活套及張力綜合系統(tǒng)為研究對象，在滑?？刂疲琀∞控制，幾乎干擾解耦控制及預測控制方面做了相關探索性研究。主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)提出了基于線性模型及滑模方法的活套張力控制方案，采用耦合項對消的方法，實現(xiàn)了系統(tǒng)在滑模面上的解耦

3、，增加了系統(tǒng)魯棒性，提高了控制性能。另外，針對傳統(tǒng)滑?？刂茻o法處理非匹配擾動的缺點，提出了積分滑模和H∞控制相結合的方法，積分滑模方法處理匹配擾動，H∞控制處理非匹配擾動，進一步提高了活套張力控制系統(tǒng)性能，獲得了比單獨使用一種方法更好的效果。
　　(2)針對活套張力系統(tǒng)固有的非線性特性，提出了基于非線性模型及滑模方法的解耦控制方案和基于反饋線性化的幾乎干擾解耦控制，在活套張力系統(tǒng)非線性模型的基礎上，對系統(tǒng)的非線性控制方法做了探索性

4、研究?；？刂颇軐崿F(xiàn)非線性耦合項的對消，并能較好地抑制匹配擾動，對執(zhí)行器的未建模動態(tài)具有較好的魯棒性?；诜答伨€性化的幾乎干擾解耦控制，則能實現(xiàn)參數(shù)化控制器的設計，系統(tǒng)對擾動的抑制能力可調(diào)，且參數(shù)調(diào)節(jié)直觀方便。非線性控制器具有全局穩(wěn)定，可運行范圍大的優(yōu)點，能有效解決線性控制方案由于運行區(qū)域有限、需要隨工作點變化切換控制器的問題。
　　(3)針對現(xiàn)代熱連軋生產(chǎn)線大都通過數(shù)字可編程邏輯控制器進行系統(tǒng)控制，離散控制器更適合實際應用的特點