论文部分内容阅读
液压厚度控制系统和液压弯辊系统作为提高板带钢几何尺寸精度的有效手段,被现代轧机所广泛采用。在板带轧制过程中,AGC液压缸会实时调整辊缝的大小以保证产品的厚度精度。AGC缸位置的不断变化会对液压弯辊系统产生扰动,使弯辊力产生冲击(或剧烈波动)现象,影响板形质量的提高,甚至会对设备造成损坏。针对这一问题,本文以液压弯辊系统为研究对象,通过分析AGC液压缸对弯辊力的影响机理,提出了一种有效抑制弯辊力冲击的方法,并采用自适应交互PID控制算法进一步提高了弯辊力的跟踪性能。本文主要研究内容如下: (1)液压弯辊系统前馈补偿策略研究。分析了轧制过程中弯辊缸液压冲击现象的产生机理,建立了液压弯辊系统数学模型,推导了以“结构不变原理”为基础的前馈补算法,同时推导了以液伺服阀流量控制原理为基础的前馈补偿算法,并验证了两者的等效性。 (2)自适应交互PID控制器的设计。液压弯辊系统具有非线性、时变性和强干扰的特点,采用常规PID控制策略很难达到精确控制的目的,鉴于此,提出了一种自适应交互PID控制方案,并进行了自适应交互PID控制器的设计。经仿真验证,与常规PID控制相比,自适应交互PID控制具有更小的超调量,更快的调节速度和更强的抗干扰能力。 (3)液压AGC-液压弯辊系统建模。讨论了液压AGC-液压弯辊综合系统建模时的简化方案,并利用AMESim软件进行建模。重点介绍了液压建模中管道子模型的选取方法,并依据管道参数选择了合理的液压管道子模型。 (4)控制效果的仿真验证。根据弯辊系统的具体参数和工况,设定了同仿真相关的必要参数。对采用前馈补偿之前和之后的弯辊力波动情况进行了仿真与对比,验证了前馈补偿器的有效性。同时发现若以自适应交互PID控制器代替常规PID控制器,则弯辊缸液压冲击状况可以进一步削弱,且扰动频率越高,液压冲击状况改善越明显。