冷连轧机带钢厚度自动控制策略研究

论文摘要

厚度精度是考核薄板质量的最重要的指标之一,厚度自动控制简称为AGC （Automatic Gauge Control）,是现代化冷轧薄板生产中实现高精度轧制的重要手段。冷连轧带钢薄板厚度自动控制AGC系统的控制目的是为了获得带钢纵向厚度均匀性。目前,随着汽车、电气设备等工业部门对产品质量要求的不断提高,厚度自动控制己成为现代化板带生产中不可缺少的组成部分,已经开发和发展了多种厚度自动控制系统,而且对它的要求越来越高。本文在对四机架冷连轧机中第一机架Smith-AGC系统、综合厚度控制策略进行深入消化和研究的基础上,给出了实际的系统结构,对关键的控制算法和计算模型在充分分析其物理意义的同时,对算法和模型本身进行了严格的推导;深入分析了AGC系统中Smith预估控制策略、Smith-AGC系统结构的合理性、Smith-AGC系统的稳定性。通常对于时滞系统,Smith预估控制是一种有效的时滞补偿方法,但其对参数变化较为敏感,容易引起控制效果的急剧变坏。针对这一问题,本文提出了一种新的改进Smith预估器控制系统,在主反馈通道加上积分环节,并通过Matlab中的Simulink仿真及奈奎斯特稳定判据,证明这种方法具有响应较快,超调量小等优点,并且系统的鲁棒性好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 冷轧带钢AGC 技术发展情况
• 1.2 AGC 系统中的控制环节
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 AGC 理论基础
• 2.1 AGC 的基本概念
• 2.1.1 轧机弹跳方程
• 2.1.2 轧件塑性曲线与P-H 图
• 2.1.3 带钢厚度波动的原因
• 2.2 板带轧机厚度控制系统的基本方式
• 2.2.1 反馈式AGC
• 2.2.2 前馈式AGC
• 第三章 大滞后系统概述
• 3.1 大滞后系统过程控制的基本概念
• 3.2 大滞后系统过程控制的特点
• 3.3 时滞系统的研究现状
• 3.3.1 PID 控制
• 3.3.2 Smith 预估补偿
• 3.3.3 时滞系统的智能控制方法
• 3.4 Smith 预估控制介绍
• 3.5 Smith 预估器的缺陷
• 第四章 Smith-AGC 系统分析和改进
• 4.1 Smith-AGC 系统
• 4.1.1 Smith-AGC 系统中的Smith 预估器控制策略
• 4.1.2 Smith-AGC 系统中的Smith 预估器
• 4.1.3 Smith-AGC 系统的稳定性分析
• 4.1.4 控制器Gc（s）的设计
• 4.2 Smith-AGC 系统仿真研究
• 4.2.1 传递函数的确定
• 4.2.2 用Simulink 完成控制系统性能的仿真
• 4.3 对Smith 预估器的改进
• 4.3.1 新方案的提出
• 4.3.2 改进后的 Smith 预估系统仿真
• 4.3.3 改进后的 Smith 预估系统的稳定性研究
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况