轧机出口带材厚度周期性波动补偿控制研究

论文摘要

板带材轧制生产广泛用于汽车制造、食品包装、家用电气、机械、轻工、仪表、通讯和军事工业等各领域。板厚精度是板带产品的重要质量指标之一,随着社会经济的发展,对板带产品的质量要求越来越高,深入研究轧机厚度控制系统是十分必要的,把现代控制理论中的一些理论应用于轧机厚度控制系统中也就具有重要意义。由于各种因素的存在,出口板材会出现周期性波动,对该周期性波动信号进行采集、分析、处理,以此为基础设计补偿装置,可提高板厚控制精度,进一步提高产品质量。本文分析了轧机厚度控制系统的数学模型,通过MATLAB进行仿真,得到出口带材周期性波动的仿真信号(包括轧辊偏心信号和入口厚度波动的影响)。对此信号进行采样,利用快速傅立叶变换(FFT)的C语言程序分析处理,得到信号的基本信息:频率,幅值以及相位。根据基波信号的幅值,相位,结合系统的幅频特性计算出补偿信号,加到轧机压下系统的相应位置上,以实现补偿控制,可提高板厚的控制精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 板带轧机厚度控制技术的发展
• 1.3 本文主要研究工作
• 2 轧机带材厚度控制理论基础
• 2.1 轧机板厚控制基本原理
• 2.1.1 轧机的弹塑曲线（P-h）图
• 2.1.2 影响带材出口厚度的因素
• 2.1.3 厚度控制的基本方式
• 2.2 各类AGC的工作原理
• 2.2.1 监控AGC
• 2.2.2 预控AGC
• 2.2.3 厚度计式AGC
• 2.2.4 秒流量控制AGC
• 2.3 本章小结
• 3 轧机厚度控制系统（AGC）研究
• 3.1 轧机厚度控制系统概述
• 3.1.1 轧机厚度控制系统的总体结构
• 3.1.2 轧机厚度控制的基本方法
• 3.1.3 轧机厚度控制系统软件设计
• 3.2 液压缸位置闭环典型环节
• 3.2.1 电伺服放大器
• 3.2.2 电液伺服阀
• 3.2.3 液压缸
• 3.2.4 位移传感器及二次仪表
• 3.3 轧机厚度控制系统数学模型建立
• 3.3.1 轧机厚度控制系统组成
• 3.3.2 系统仿真
• 3.4 本章小结
• 4 轧机出口厚度周期性波动信号研究
• 4.1 轧辊偏心问题研究
• 4.1.1 轧辊偏心的原因
• 4.1.2 偏心信号的特点
• 4.1.3 轧辊偏心对轧制力及轧件厚度的影响
• 4.1.4 偏心补偿的基本方法
• 4.1.5 偏心信号仿真
• 4.2 入口厚度波动的影响
• 4.3 信号谱分析原理
• 4.3.1 信号的时域分析和频域分析
• 4.3.2 离散傅立叶变换（DFT）
• 4.3.3 基2快速傅立叶变换（FFT）
• 4.3.4 基2DIT-FFT编程原理
• 4.3.5 FFT参数选择
• 4.4 本章小结
• 5 轧机厚度补偿控制
• 5.1 轧机出口厚度周期性波动信号分析处理
• 5.1.1 信号采集及数据分析
• 5.1.2 信号仿真
• 5.1.3 信号处理及源程序
• 5.2 轧机厚度控制系统补偿控制实现
• 5.2.1 补偿信号及方案
• 5.2.2 补偿结果仿真
• 5.3 本章小结
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表文章