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厚度自动控制系统(Automatic Gauge Control system,简称AGC 系统)是轧机自动化系统中不可缺少的一部分,传统控制理论需建立在精确数学模型基础上来实现的,但是,由于轧制工艺的复杂性,对于轧机厚度自动控制系统,要建立精确的数学模型是很困难的,智能控制技术为解决厚度自动控制提供一种有效途径。
本文以天津皆城轧钢股份有限公司冷轧厂MSB-6C-650B 可逆式全液压冷轧机厚控系统为研究对象,深入了解了该机组的新工艺、新特点,机组的总体构成,测量仪表的位置、功能,机组主要工艺技术参数。详细概括了该系统的主要控制方式,工作原理,主要功能和可逆轧机电控系统精度,张力控制精度,厚度控制精度。
以轧机的弹跳方程为基础,结合轧机的弹跳方程曲线和轧件的塑性曲线分析了各种干扰因素对轧件出口厚度的影响。在分析了轧机液压AGC 系统及其运行机理的基础上,以伺服阀的基本方程、液压缸连续性方程、液压缸和负载的力平衡方程为基础,建立了电液位置控制系统数学模型。
基于电液位置控制系统数学模型,采用PID 控制器对电液位置控制系统进行控制,在取得了稳定的控制效果后,针对液压AGC 系统要求响应速度快、控制精度高、抗干扰能力强等特点,设计了自适应模糊PID 控制器和单神经元自适应PID 控制器,将其应用于液压AGC 控制系统中。仿真研究表明了,基于模糊推理的自适应模糊PID 控制器相比于传统控制器得到的系统动态响应曲线较好,响应时间短!超调量小,稳态精度高!系统遇到干扰时能很快恢复稳态,动静态性能好。单神经元自适应PID 控制器相比于传统控制器的阶跃响应超调小,过渡时间较短。PID 控制对对象模型的依赖性较强,一旦对象模型发生改变,控制效果就会变差。而单神经元自适应PID 受对象模型变化的影响却很小,与PID 相比单神经元自适应PID 具有较好的鲁棒性。
上述研究结果,对系统的最优控制具有一定的理论意义,可为现场实际应用提供理论依据。