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.     

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。     

冷连轧机动态变规格机架速度控制策略及规律

针对冷连轧机动态变规格特性,提出了以变规格前的带钢张力设定值为控制目标的变规格机架速度控制策略. 通过建立张力作用下带钢弹性变形的数学解析模型,推导计算了单步小压下变规格时变规格机架的速度控制规律,并根据流量相等原则对变规格后的冷连轧机前面机架进行速度设定. 当变规格前后带钢的几何尺寸或材料特性差异较大时,提出利用楔形段方式完成动态变规格,采用上述张力控制目标策略推导计算了楔形段动态变规格方式每个中间厚度的轧制速度和辊缝设定值控制规律. 本策略可将变规格造成的厚度偏差控制在变规格机架之间,同时避免了变规格机架与其他机架轧制因素通过张力的耦合,使轧制过程的动态变规格控制易于实现.     

钢丝连续拉丝机模糊自整定双控制器PID张力控制

针对连续拉丝机系统启动与停车时张力波动过大的问题，提出了模糊自整定双控制器PID张力控制方案．利用模糊自动整定PID参数改善PID控制器的性能；为了进一步减小系统张力波动，特别是抑制超调，采用前后两台机架双控制器进行张力控制，提高了系统的动态品质，解决了系统启动与停车时张力超调过大的问题．     

斜连轧机速度张力系统的预测控制

通过对斜连轧工艺塑性变形过程的分析,首先建立了斜连轧过程中速度张力的数学模型;然后提出应用动态矩阵控制设计速度式调节张力的控制系统,并且考虑实际生产中的各种约束条件,在动态矩阵控制算法中采用粒子群算法作为滚动优化方法。采用SIMULINK软件进行仿真实验,对比了传统的PID控制器和加入粒子群算法做优化后的动态矩阵控制器对斜连轧机速度张力系统的控制性能。结果表明本文设计的控制器张力的控制误差稳定在0.1%,张力波动很小,能够保证连轧工艺顺利进行,满足产品的质量要求。     

冷连轧机出口飞剪的控制方法

讨论了经冷连轧机轧制出的带钢,当其剪切点在冷连轧机的末机架出现后,轧机出口飞剪对带钢进行剪切的控制算法·在飞剪进行剪切过程中,飞剪剪刃位置是由与飞剪电动机同轴安装的凸轮开关发出的指令进行控制的·采用所述控制方法进行剪切,带钢剪切断面光滑·同时给出了在剪切过程中带钢承受的张力与正常轧制过程中张力的关系·     

基于分段线性化模型的冷连轧机PID解耦控制

针对冷连轧机采用基于工作点的线性化模型进行动态规格变换控制时系统误差和张力波动较大的问题,提出了一种基于递推分段线性化模型的PID解耦控制方案.通过对五机架冷连轧机进行动态规格变换仿真表明,该方案可保证系统的控制精度,满足动态规格变换的控制要求.     

基于灵敏度的不稳定对象PID控制器

针对不稳定对象提出了一种基于灵敏度指标的PID控制器整定方法.首先采用内环反馈结构将不稳定对象转换成一个稳定的模型,然后基于灵敏度指标设计PID控制器,最后通过将两个回路等价为一个反馈回路结构获得给定加权PID控制器参数.仿真结果表明,本PID控制器整定方法可以使不稳定对象闭环系统获得期望的灵敏度,保证了系统的鲁棒性和良好的控制性能.     

直拉式可逆冷轧实验轧机张力控制技术

直拉式可逆冷轧实验轧机的张力控制仅使用张力反馈进行闭环控制无法兼顾速度匹配和张力稳定的要求.研究发现采用速度前馈加张力反馈的组合控制技术,可以很好地解决这一问题.前馈控制器是根据轧制速度设定值计算伺服阀流量设定值,进而计算出伺服阀开口度.反馈控制采用一个PI控制器,根据张力偏差,计算伺服阀开口度.将前馈和反馈控制量叠加后作为张力液压缸伺服阀开口度的总设定值.该技术在某450mm直拉式冷轧实验轧机的张力控制中取得了很好的效果.     

多方向耦合振动连轧机再生颤振建模及应用

为了研究连轧机的再生颤振机理,首先综合考虑轧制过程中的轧辊弹性压扁和轧件加工硬化效应的影响以及轧机工作辊的振动所造成的轧制辊缝在垂直和水平方向的变化,建立新的动态轧制过程模型,将该模型与多方向耦合振动的轧机结构模型结合,建立单机架轧机振动模型,而后对机架间的张力耦合和轧件厚波动在机架间的有时滞传递进行表征,建立新的多方向振动耦合的连轧机再生颤振系统模型。以所建立的模型为基础,根据劳斯判据和积分值检验法分别对典型五机架冷连轧机每个单机架系统和多机架耦合的再生颤振系统进行稳定性分析。研究结果表明:所建立的再生颤振模型正确。     

碳纤维角联织机卷取系统张力网络化控制研究

针对碳纤维角联织机卷取系统中的张力控制问题,对卷取系统进行动力学分析并建立动力学模型;在考虑网络诱导时延、数据包丢失及网络带宽占有率等因素的基础上设计一种自适应模糊PID控制器,将此控制方法与常规的PID控制方法进行仿真对比。结果表明,在同时存在网络诱导时延、数据包丢失及网络带宽占有率的情况下,自适应模糊PID控制方法超调量小、输出张力波动小、跟踪效果良好、系统稳定性强,具有更好的控制效果。     

智能控制在氧化物炉的应用

针对传统的ＰＩＤ控制参数整定繁琐,对控制对象的参数变化缺乏自适应性,在介绍了模糊控制和ＰＩＤ控制的基础上,提出了Ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ的复合控制算法,实验结果表明,采用复合控制的氧化物炉温控制器具有鲁棒性强,动态品质优和精度高的特点。     

两电机同步系统的神经网络控制

在对两台感应电机同步系统模型分析的基础上,依据同步系统的结构特点和控制要求,结合人工神经网络的非线性映射、自适应、自学习等能力,提出一种新的基于神经网络的两电机同步系统控制方案,其中神经网络控制器由基于RBF网络整定的自适应PID控制器和神经元解耦补偿器两部分组成.两个自适应PID控制器分别对速度控制回路和张力控制回路进行自适应控制,使系统具有更强的适应能力、更好的实时性和鲁棒性;神经元解耦补偿器综合两控制回路的耦合作用,通过训练网络权值,补偿各回路之间的耦合影响,实现速度和张力的解耦.试验结果表明:采用神经网络控制方法可以实现两电机同步系统中速度和张力的解耦控制,系统具有良好的动静态性能.     

卷绕张力控制器的三种设计方法及性能分析

给出了高速纺丝机卷绕张力控制器的三种设计方法:变参数PI控制、神经元自适应PID控制及神经元自适应PSD控制。对三种控制方法下系统的性能进行了对比,表明三种控制方法均具有较好的控制性能,其中神经元自适应PSD控制器设计简单,具有很强的自学习、自适应能力,是一种很好的张力控制方法。     

模糊控制器的线性与非线性结构分析

从解析的角度分析了采用三角形隶属函数、线性控制规则,Probabilistic AND和Lukasiewicz OR模糊逻辑时模糊控制器的结构。证明了在用某些推理和决策方法时,模糊控制器等于线性的PI(PID)控制器,而在其它情况下为非线性的PI控制器。     

基于DRNN的三电机变频调速系统参数PID控制研究

三电机变频调速系统是一个多输入多输出、非线性、耦合的系统。针对电流跟踪型感应电机系统,以解析式的方式建立其数学模型。采用基于对角递归DRNN神经网络的自整定PID控制器,结合自适应神经元解耦补偿器的解耦控制技术,设计三电机变频调速系统神经网络控制器。基于S7-300 PLC控制平台进行实际的试验,结果表明,该方法能够根据外界环境信息变化获得最佳PID调节参数,较好的实现了速度和张力的解耦控制,系统具有良好的动静态性能和抗干扰能力。提出的方法满足了许多工业控制场合的需要,具有良好应用前景。     

车辆起-停巡航控制系统的加速度跟踪控制

针对低速行驶工况下的车辆StopandGo(起停)巡航控制系统,在研究其加速度动态响应非线性特性的基础上,设计了一种基于滑模变结构控制(SMC)的模型匹配控制器,该控制器综合了SMC的鲁棒性及模型匹配控制(MMC)快速响应的优点。通过仿真计算,结果表明该控制器不但能有效提高车辆在低速工况下加速度的快速跟踪性,而且还改善了系统对外界干扰的鲁棒性能。     

基于递归神经网络的多变量系统预测控制

针对线性PID控制器系数难以整定的问题，构造了一种用神经网络实现的非线性PID控制器．多个具有相同结构的非线性PID控制器并联，对多变量系统实现解耦控制器．结合预测控制的思想，提出两种控制方案．第一种是在递归多步预测的基础上，在广义最小方差目标函数下实现控制，第二种利用多步预测目标函数在线修正解耦控制器的权值．仿真实验表明这两种方法的有效性．     

基于柱形容器缠绕特性的控制稳定性分析

针对玻璃纤维缠绕机在工作中由于张力不稳定导致的线型变化,以及在高速缠绕模式下的张力调节不稳定的问题,设计了自适应模糊PID控制策略以及适用于高速缠绕工况的滑模控制策略。首先,针对缠绕工况建立缠绕动力学模型、张力控制模型;其次,引入模糊PID控制策略和滑模控制策略分别对不同工况下的缠绕特性进行MATLAB-Simulink仿真,寻找最优控制策略;最后,基于被验证的最优控制策略进行实验。结果表明,在模糊PID控制的调节下,不同速度变化下的缠绕张力相对于无控制得到较好改善,提高了柱形容器在缠绕时的线性稳定性和张力稳定性。模糊PID控制对缠绕时的张力调节精度优于滑模控制,为大型管道缠绕设备提供了新的研究思路。     

锅炉汽包水位模糊自适应控制策略

针对汽包水位常规的PID控制方式,采用了一种模糊自适应PID控制器,使用常规模糊控制和带积分器的模糊控制两种控制策略作用于锅炉汽包水位控制系统。仿真结果表明,与传统PID控制器相比,模糊控制器取得了良好的动态性能和鲁棒性能,实现汽包水位的自适应调节,而两种控制策略中的带积分器的模糊控制其动态和静态性能都较好。