2050热轧纵切线开卷机张力控制的研究

论文摘要

张力控制是钢铁工业应用非常广泛的一项技术,它实现的好坏直接关系到产品的生产效率的高低和质量的优劣。近些年来,随着人们对产品质量要求的进一步提高,张力控制越来越引起电气工程师们的注意。本文结合宝钢2050热轧精整纵切线改造项目,得出张力控制的效果将是提高产品的合格率,改善产品品质的关键措施,开卷段自动控制的主要任务就是带钢的恒张力控制,它是开卷段控制的核心部分,本文选定开卷机恒张力控制系统为本课题主要的研究对象。本文首先介绍了系统改造的硬件设备,介绍了硬件之间的通讯和控制方式。然后介绍了恒张力控制的原理,建立了开卷系统的数学模型。分析了开卷机控制的两种方式,即间接张力控制和速度控制。在间接张力控制中分析了动态力矩的补偿,建立了间接张力控制的模型,然后对系统进行了仿真。其次,分析了基于恒线速度的开卷机恒张力控制系统,结合开卷张力控制系统参数时变的变化规律,研究探讨了自适应PID控制算法在张力控制系统中的应用,然后通过MATLAB工具进行了仿真。较好的消除了系统参数变化对系统的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 张力控制的国内外发展现状
• 1.2 张力控制在开卷过程中的作用
• 1.3 开卷机恒张力控制的分类
• 1.4 课题背景
• 1.5 本章小结
• 第二章 生产工艺及张力控制方式
• 2.1 生产线的工艺及控制方案
• 2.1.1 生产线的工艺流程
• 2.1.2 2050薄板纵切机组控制方案
• 2.1.3 开卷段的工艺
• 2.2 开卷机恒张力控制的硬件实现
• 2.2.1 硬件配置
• 2.2.2 设备功能介绍及功能设计
• 2.3 开卷机恒张力控制的实现
• 2.3.1 PLC上的控制实现
• 2.4 硬件之间的通讯
• 2.5 张力控制的特点
• 2.6 6RA70的控制方式
• 2.7 本章小结
• 第三章 间接张力控制方式
• 3.1 间接恒张力控制原理
• 3.2 带补偿的张力控制分析
• 3.2.1 带钢的张力电流值
• 3.2.2 摩擦补偿电流
• 3.2.3 惯性补偿电流
• 3.3 系统的模型与仿真
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于恒线速度的张力控制研究
• 4.1 张力的产生
• 4.2 基于工程化的PID控制参数的整定
• 4.2.1 电流调节器的参数整定
• 4.2.2 转速调节器参数整定
• 4.3 系统仿真
• 4.4 基于自适应的张力控制
• 4.5 自适应控制的原理
• 4.5.1 模型参考自适应控制系统
• 4.5.2 自校正控制系统
• 4.5.3 增益自调度系统
• 4.6 自适应PID控制器及其算法研究
• 4.6.1 自适应PID控制器概述
• 4.6.2 张力控制系统增益自调度PID控制算法研究
• 4.7 自适应PID张力控制的仿真
• 4.8 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间参与的项目