热连轧前馈厚度控制系统的研究与应用

某热连轧机原本使用的厚度自动控制(AGC)模型,不论是轧制力AGC还是监控AGC都属于反馈式控制系统,因此轧机辊缝调节都有不同程度的时间滞后,从而也限制了厚度控制精度的进一步提高.采用冷连轧机前馈控制的基本思想,用前机架的出口带钢计算厚度作为前馈控制的检测厚度,并经过跟踪移位处理,设计出了前馈AGC控制模型,针对带钢厚度波动及时调节本机架的轧制辊缝,实现提前预控的目的.实验结果表明,前馈AGC控制模型投入使用之后,带钢厚度精度得到明显提高.     

基于动态辊缝的连轧机多参数耦合颤振建模及工程应用

基于均匀变形理论并考虑轧件加工硬化效应和轧辊弹性压扁效应,先建立轧机动态轧制过程模型,然后将该模型与轧机机架结构模型耦合建立以状态空间表示的轧机单机架颤振模型,再以单机架颤振模型为基础,结合机架间的张力耦合和轧件厚度波动存在的时滞传递效应,建立连轧机耦合颤振模型。通过数值仿真研究轧机颤振在时域上的动力学特性,解释连轧机颤振过程中机架间的张力耦合效应和轧件厚度波动在机架间存在的时滞传递效应。研究结果表明:基于动态辊缝的连轧机多参数耦合颤振建模为实际生产过程中连轧机颤振情况的分析以及连轧机系统稳定性的控制提供了良好的理论指导。     

轧机机架的动态特性仿真与结构优化

应用有限元分析方法,对某铝带二辊轧机机架装配系统进行了动态特性仿真,得出了固有频率和振型的变化规律.针对轧机机架的薄弱环节,通过参数化方法进行灵敏度分析和结构优化设计,使系统的动态特性得到提高,该结论为高性能轧机的设计优化,提供了一定的参考.     

热连轧机AGC系统的优化

针对传统AGC系统中弹跳方程受轧机刚度系数精度和弹跳曲线线性条件的影响而无法得到精确的机架轧出厚度的问题,提出以轧机弹跳特性曲线为基础的机架轧出厚度计算方法,并以此为基础得到新的前馈AGC、厚度计AGC及其与监控AGC的相关性模型.将优化后的AGC系统应用于某热连轧现场,实际应用表明,对于厚度规格35mm的带钢,允许厚度偏差±20μm时,厚度精度命中率可达962%以上,远优于现场控制要求.     

2150热连轧机机架强度刚度和振动分析

针对2150热连轧机组第3架轧机轧制过程中发生的振动问题,对机架的强度和刚度进行了计算,推导了轧机机架第一阶固有频率的计算公式,计算结果为10.978 Hz,对快速计算机架固有频率具有重要意义;并且应用有限元法对机架进行动力学特性分析,计算结果表明,两种方法所得的固有频率比较吻合,从而为轧机机架的设计提供了依据。     

2150热连轧机机架强度刚度和振动分析

针对2150热连轧机组第3架轧机轧制过程中发生的振动问题,对机架的强度和刚度进行了计算,推导了轧机机架第一阶固有频率的计算公式,计算结果为10.978 Hz,对快速计算机架固有频率具有重要意义;并且应用有限元法对机架进行动力学特性分析,计算结果表明,两种方法所得的固有频率比较吻合,从而为轧机机架的设计提供了依据.     

四辊轧机不对称刚度条件下轧辊弹性变形的研究

针对国内某热连轧厂精轧机组某机架轧机两侧刚度不对称的实际情况,为了研究四辊轧机驱动侧和操作侧刚度不对称条件下轧辊弹性变形的规律,采用影响函数法开发了基于双悬臂梁模型的轧辊弹性变形模拟计算模块,对刚度不对称时的四辊轧机进行了受力分析,对轧辊和轧件进行了离散化,给出了关键的影响函数.使用该计算模块并结合现场实际数据计算了不同刚度差条件下工作辊的弹性挠曲、工作辊与轧件之间的压扁、工作辊与支撑辊之间的弹性压扁、轧制力的横向分布和辊间压力的横向分布规律,研究了不同刚度差条件下轧件出口断面形状的变化规律.     

热连轧过程直接法动态仿真

将连续过程的带钢连轧系统离散应用到仿真各种控制环节上，实现了工艺模块与控制模块多输入多输出的传输数据的结合，采用C^ 语言开发了热连轧动态模拟系统软件。采用此软件，选择适当热轧效学模型和参数，利用时间步长直接法对我国某七机架热连轧机进行动态仿真研究，计算结果与实测生产数据相符。     

单机架炉卷轧机张力控制模型辨识及仿真

以某炉卷轧机为对象,设计瞬态响应实验,采集炉卷轧机的张力瞬态输入输出数据,用Matlab2007b数据处理工具箱对这些数据进行处理后,应用Matlab2007b的系统辨识工具箱,辨识出可用于单机架炉卷轧机张力控制器设计的线性时不变传递函数模型,并对这些辨识模型进行仿真研究和分析,为进一步研究炉卷轧机控制奠定了基础.图11,参10.     

考虑上/下工作辊非对称运动的热轧机水平振动研究

研究热连轧机上/下工作辊水平振动机制及其影响因素。首先,考虑上/下工作辊非对称运动,轧制界面的负阻尼效应以及非线性刚度等影响因素,建立板带轧机上/下工作辊水平振动非线性动力学模型。然后,对某厂热连轧机F2机座进行振动测试试验。对振动过程进行仿真,研究轧机结构间隙、轧制力和摩擦负阻尼对轧机水平自激振动的影响。研究结果表明:工作辊水平振动剧烈,上/下工作辊振动相位相反,振动优势频率为40和130 Hz。上/下表面摩擦因数呈反向周期性变化,引起轧辊辊身产生振纹,振动频率为42 Hz及其倍频,仿真与实测结果相符;轧机结构间隙越大、轧制力越大、负阻尼系数越小,轧机系统稳定性越差。     

带材周期变厚度轧制控制系统开发

对单机架四辊冷轧机控制系统软件进行改造,在原有基础上增加周期变厚度轧制功能.为了适应带材轧制过程中辊缝的周期性变化,控制系统对机械设备参数、检测仪表设置提出特殊要求,开发了轧件微跟踪、周期变厚度监控AGC、变张力、变速度周期轧制等重要控制功能.利用改造后的控制系统进行轧制实验,实现对周期变厚度带材的轧制,获得了很好的轧...     

基于鲁棒二自由度增益自适应Smith预估器的冷轧厚度计型AGC

综合考虑冷轧厚度计型AGC(automatic gauge control)控制对象模型的渐变性以及在低速轧制时大时延引起的厚度反馈较大时滞,提出一种冷轧厚度计型AGC控制的改进方法来减弱这些系统不确定性和厚度反馈时滞带来的不利影响. 推导出针对任意阶对象的增益自适应调节律,并给出了在保证系统鲁棒稳定条件下的控制器和滤波器参数选取原则. 仿真结果证明这一新方法可有效地抑制干扰,而且在对象参数摄动时系统具有鲁棒稳定性.     

直拉式冷轧实验机自动控制系统

为了满足钢铁企业加强冷轧生产技术研究能力的需要,轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(RAL)自主设计开发了垂直方向采用液压自动厚度控制(HAGC),水平方向两侧通过液压缸和夹头产生张力进行自动张力控制(ATC)的新型直拉式可逆冷轧实验轧机.概要地介绍了直拉式冷轧实验机的设备构成及设备的主要功能和特点,详细说明了控制系统构成及自动控制功能的实现,通过系统测试给出了系统控制精度.测试结果表明冷轧实验工艺过程可以模拟生产工艺过程,进行冷轧钢种开发和工艺研究.     

压力AGC与监控AGC相关性研究

在带钢轧制过程中,不同性质的多个厚度精度控制AGC系统同时存在,有可能在调节辊缝的方向上相互影响和干扰.理论证明,厚控系统的压力AGC和监控AGC在一定条件下存在相互独立的可能性.通过数学意义上的公式推导,针对AGC系统的实际控制流程,对某热轧机厚控系统的控制参数和结构的调整和改变,得以使此厚控系统实现控制意义上的解耦,并且经过理论推导和计算机仿真.结果表明,此厚控系统的压力AGC和监控AGC是相互独立的.     

前馈厚度控制的外部自激励定量反馈调节

分析了板材轧制过程中出口厚度变化的成因.将不确定扰动的影响归结为轧机刚度系数摄动和轧件塑性系数摄动,建立了双摄动厚度控制模型.综合考虑轧机系统的外部不确定扰动,针对轧制道次间的不确定性,在频域内将板厚信息转化为轧机系统边界性能指标,设计抑制前馈扰动的外部自激励定量反馈控制器.仿真实验表明,设计的控制器能有效抑制轧制过程中的外部扰动,具有良好的鲁棒性能,并能直观保证系统调整时的鲁棒稳定性,适于工业生产.     

中厚板轧机全自动轧钢控制功能的在线实现

介绍了中厚板轧机生产线全自动轧钢功能的实现过程.对轧制过程的手动控制和全自动控制进行对比,总结全自动轧钢控制功能的实现要点.将全自动轧钢控制功能在两级计算机控制系统中进行合理分配,通过过程控制系统和基础自动化系统协调配合,实现轧制过程的水平方向辊道控制、垂直方向道次数设定控制以及轧制道次控制等全自动轧钢控制功能.现场成功实现全自动轧钢控制功能,提高了轧线的自动化水平.     

铝带热轧过程中的跑偏分析及控制技术

通过热轧过程中轧件容易跑偏的成因分析及累积的实战经验,提出实际影响跑偏的一些易被忽略的因素,尤其是轧辊磨损和热凸度对轧制过程中轧件的跑偏影响很大,强调预防性维护与保养的积极作用.同时,通过对单机架四辊可逆热轧机设计了一套用于轧机跑偏控制的自动化检测系统,由此来检测并提供信号给快速响应的自动厚度控制(AGC)系统,AGC发送位置倾斜调整量给压上油缸,达到控制跑偏的目的,对提高轧制过程的稳定性、保证产品质量的一致性起到了较好的控制效果.     

薄板坯连铸连轧中的板带厚度控制及仿真分析

邯钢引进的薄板坯连铸连轧（CSP）中,用长行程液压缸与阶梯垫板结合的热轧板带厚度自动控制（AGC）,提高了快速液压执行机构的稳定性和响应速度,以热轧机组液压AGC系统为对象,利用Matlab软件对系统进行了分析,并研究了系统各主要因素对系统动态特性的影响。     

HC—400冷轧机液压辊缝微调控制的研究

介绍了ＨＣ—４００六辊冷轧机的液压辊缝微调控制系统及为提高板带村出口厚度精度所采取的技术措施．建立了系统的数学模型．并进行了仿真研究．对理论分析和实验结果进行了比较．结果表明：由于采用了自行研制的辊缝仪组成主要的位置闭环直接检测辊缝位置，所以有效地消除了各种因素尤其是支撑辊偏心所带来的对出口厚度精度的影响，经在线轧制生产检验．该系统可满足轧制高精度板带材的需要．