轧机液压系统新型控制策略的应用研究

论文摘要

本文主要研究了一些新型控制策略在轧机液压伺服系统中的应用问题。在钢铁企业中,轧机是控制精度和动态响应速度要求最高的关键设备,其中的液压伺服系统则是关键中的关键,液压伺服性能的好坏直接影响产品的精度和质量。某些高级应用,如轿车用板带材生产线的压下控制等,对伺服性能提出了更加严格的要求。为了达到高的控制性能,不仅要考虑系统中的某些非线性因素,如伺服阀流量-压力非线性,还要考虑某些时变参数、输出噪声以及负载干扰的影响,此外,还要注意由于采用非对称液压缸,导致系统性能在正、反向不一致的问题。本文首先给出了轧机液压系统的非线性模型,并指出原系统与线性时变系统的等效性。经典自适应控制适合于解决此类问题,因此,本文首先详细地研究了极点西安理工大学硕士学位论文配置自校正控制在轧机液压系统中的应用,并对所构成的闭环系统的稳定性、收敛J性和鲁棒性进行了讨论,指出了实际应用中需要特别注意的问题。然后,为了解决在多道次轧制情形下,单模型自适应控制固有的暂态问题,引入了多模型控制的方法。最后,作为在更成熟的自适应控制得到应用前的一种过渡,引入了模糊增益补偿控制,主要用于解决系统性能在正、反向运动时不一致的问题。另外,作为对流行的非线性设计技术的一个尝试,本文简要论证了反推法设计技术在轧机液压伺服系统控制器设计中的应用可行性。本文对上述各种算法都进行了仿真实验,某些算法还嵌入到实时控制程序,在线性模型电路仿真、以及在某厂轧机液压系统上进行了验证。关键词:自适应控制,多模型控制,模糊增益补偿,反推法

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 现状与发展
• 1.3 研究的主要目的和内容
• 2 轧机液压系统模型分析
• 2.1 轧机液压系统非线性模型
• 2.2 一些有用的结论
• 3 自适应控制
• 3.1 极点配置自校正控制
• 3.1.1 算法的推导
• 3.1.2 稳定性、鲁棒性与收敛性分析
• 3.1.3 极点配置的一个特例
• 3.1.4 一些实际考虑与改进措施
• 3.2 多模型的引入
• 3.2.1 目的
• 3.2.2 算法机理
• 3.3 实验结果与小结
• 3.3.1 实验与仿真准备
• 3.3.2 极点配置实验结果
• 3.3.3 多模型控制仿真结果
• 3.3.4 小结
• 4 其他方法的探索
• 4.1 提出的理由
• 4.2 模糊增益补偿
• 4.2.1 模糊增益补偿概述
• 4.2.2 控制算法的导出
• 4.3 采用反推法设计控制器
• 4.3.1 设计概述
• 4.3.2 非自适应情形
• 4.3.3 自适应情形
• 4.4 实验结果与小结
• 4.4.1 模糊增益补偿仿真结果
• 4.4.2 反推法设计仿真结果
• 4.4.3 小结
• 5 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间所发表的论文和所参与的科研项目