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现代化的宽带轧制机组都配备了各种厚度和板形调整设备,构成了一个复杂的控制系统。热连轧过程由于张力“自调整”作用的存在,使各种平衡和控制变得更加复杂,同样的设备采用不同的控制方式,得到的效果也不尽相同;另一方面,热连轧是集高速度、高精度、高质量、自动化和连续化于一体的现代化生产过程,其产量大、任务重,在实际轧机上研究各种因素对带钢精度的影响不仅十分困难,而且费用昂贵。因此,热连轧过程及其自动控制系统的仿真研究,对深入理解连轧机理,寻求最优控制方法,以及训练操作人员等都具有重要的意义。
研究采用了一种全新的方法对热连轧过程进行仿真:首先将轧制系统按功能划分为若干个子系统,然后借助于MATLAB/Simulink提供的图形化编程方式和封装技术,将所建立的子系统封装为相应的功能模块,再利用Simulink提供的连线功能即可搭建出一个完整的仿真系统。在此基础上进行计算机仿真运算,从而可以得到连轧过程及其控制系统的动态变化记录。由于Simulink本身具有强大的后处理能力,因此可以很方便对所得结果进行对比、分析。另外,用户也可以将各个控制模块进行重新组合,构成所需的仿真系统,进而对轧制过程中的各种影响因素进行评价和优化,而各模块内部的模型则可以依据理论进步或现场数据,不断进行改进,以提高仿真精度。该方法极大地方便了仿真模型的建立,仅通过改变模块输入输出连线,就相当于现场硬件的改动,提高了软件的可操作性,减少了修改程序所需的工作量,扩大了软件使用范围,为实现轧制系统的分析与最佳控制提供了一个崭新的工具。
本文以WindowsXP为操作平台,利用C++Builder和MATLAB6.0进行软件开发。MATLAB/Simulink在建模和控制系统分析方面具有优势,故作为应用程序的下层。C++Builder编写界面灵活,易于实现人机交互会话。因此,通过采用在C++Builder集成开发环境中调用MATLAB引擎的方法,来实现在C++Builder中对MATLAB/Simulink的有效操纵,Simulink仿真模型可以在后台运行,也可以在前台运行。结果表明,软件界面友好,操作简单和实用。