论文部分内容阅读
本文以板带热连轧机的微张力模糊智能控制为研究背景,以国内外技术资料为基础,针对某热连轧生产线粗轧机组以及精轧机组上游机架的无活套微张力控制,选择适用的工艺和控制方案,建立了一套针对热连轧机无活套微张力控制的完整解决方案,同时配置了功能实用的计算机控制系统,编制合理的PLC程序。并已经将该控制策略应用于实际热连轧过程,实际运行效果表明,该方法克服了传统的PID方法超调量大、调节时间长和跟随性差等缺点,取得了良好的控制效果。本文的主要研究内容和取得的主要成果如下:
(1)首先分析了张力的产生原因并根掘实际需要采用电流记忆法对张力进行检测;详细介绍了无活套微张力的控制原理。
(2)在模糊控制器的设计过程中,由实际情况确定了输入量的物理范围并采用合理的量化因子将其转换到论域上,定义了七个档位的梯形隶属度函数;同时,根据专家经验初步建立了模糊控制规则,并在实际调试过程中逐步完善,得到最优的模糊控制方案。
(3)在工艺和控制要求下,配置了计算机控制系统。使用SIEMENS的STEP7软件编制了系统的应用软件程序,利用WinCC建立了数据采集和监控系统。
(4)考虑到实际轧制过程中,由于轧件的头尾温差所致,各机架的温度逐渐升高,采用了电流锁定基准值以一定步距斜坡上升的方法,使电机的负荷分配更加合理。并且在这种情况下,模糊控制比PID控制有更好的动态响应特性。
(5)针对在电流偏差较大的情况下PID控制会产生调节时间长、超调量大、甚至会产生振荡等问题,而在电流偏差较小时模糊控制又不能很精确地反映其变化,因此提出了模糊+PID的复合控制器结构。使模糊控制和PID控制两种方法能够相互自动切换,即电流偏差大时采用模糊控制,电流偏差小时采用PID控制。
(6)为保证了连轧各机架之间的速度关系,采用速度级联控制策略使得相邻机架间的速度比保持恒定。
本文的研究结果针对板带热连轧机的无活套微张力控制,具有很强的实用性,开发出的控制算法可以推广到相似的控制对象中。所开发的智能化张力控制策略已经被应用于某热轧厂的热轧带钢生产线,对我国热轧板带的控制水平的提高具有积极的促进作用。