冷轧机厚度控制系统的PLC实现及算法研究

论文摘要

厚度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,板带产品的质量要求越来越高,对精度的要求也越来越高。很多原有的生产线都已经不能满足要求,对现有不符合条件的生产线的改造就变得非常迫切。本文就邯郸亚盛铝加工厂冷轧铝箔生产线控制系统改造项目,从系统的总体设计、控制策略、软硬件配置、数据信息流的处理和控制器的设计等方面阐述了如何以西门子PLC为核心如何来构建一个自动厚度控制系统。但是由于轧机的机械系统、控制系统以及来料厚度的变化等影响,而且轧机两侧压下机构的动态特性的差异,系统具有很大的不确定性,常规的PID控制方法并不能够达到最好的控制效果。于是本文首先对厚度自动控制系统的动态数学模型进行了分析和综合,针对系统模型不确定性和外界扰动不确定性的情况,在H_∞控制的基础之上,提出了将μ方法应用于轧机厚控系统上,此种方法对于系统模型的结构、参数、滞后、稳定等因素的精度要求都比较低,所以对于系统内环和整个系统都具有很好的效果。特别对于滞后因子,此种方法能够达到常规方法难以达到的效果。实验仿真结果表明,μ方法设计及求解过程简洁,在一定的不确定性范围之内,具有较好的系统性能和鲁棒稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 冷轧机厚度控制系统的发展过程及现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 第2章 冷轧机厚度控制原理及模型分析
• 2.1 冷轧机厚度控制系统概述
• 2.2 冷轧机厚度控制的工艺基础
• 2.2.1 影响轧件厚度的因素
• 2.2.2 弹跳方程
• 2.2.3 轧机等效纵向刚度
• 2.3 自动厚度控制模型的研究
• 2.4 机理模型的建立
• 2.4.1 液压伺服系统
• 2.4.2 放大驱动电路
• 2.4.3 位移检测环节
• 2.5 本章小结
• ∞与μ控制的设计方法'>第3章 H_∞与μ控制的设计方法
• ∞控制的预备知识'>3.1 H_∞控制的预备知识
• 3.2 小增益理论
• ∞控制设计方法'>3.3 标准H_∞控制设计方法
• ∞标准设计问题'>3.3.1 H_∞标准设计问题
• 3.3.2 状态反馈设计特例
• 3.3.3 输出反馈设计特例
• 3.4 模型不确定性
• 3.5 μ分析
• 3.5.1 μ分析思路
• 3.5.2 μ的基本性质
• 3.5.3 μ综合设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 控制器的设计及仿真
• 4.1 缸位移控制器的设计和仿真
• 4.2 控制器的改进
• 4.3 本章小结
• 第5章 厚度控制系统的PLC实现
• 5.1 自动厚度控制系统的组成与工作原理
• 5.2 厚度自动控制系统的PLC实现
• 5.2.1 控制策略的选择
• 5.2.2 西门子S7-400PLC介绍
• 5.2.3 AGC系统的硬件组成
• 5.2.4 AGC系统的软件组成
• 5.2.5 控制系统的界面
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历