模块化连轧过程动态仿真开发

介绍采用模块化编程的连轧动态仿真开发方法.在MATLAB/Simulink平台上,建立电机、传动接轴、牌坊、液压缸、活套支撑器等部件的传递函数单元方框,用这些功能单元模块搭建形象化轧制仿真系统.每个模块层次清楚,易于替换或改进.压下模块设为双路,可以仿真轧件跑偏,厚度不均.连轧张力计算使用了在运动力学基础上建立的张力平衡方程,能够利用电机和速度差参数直接计算出张力大小.张力馈送到前架轧机,实现迭代计算,直接解决连轧张力自调整问题.     

可逆冷连轧卷取张力系统中的预测控制应用

针对某双机架可逆冷连轧卷取机卷取张力控制中存在的张力波动问题，引入预测控制算法，在间接-直接张力复合控制思想的基础上，采用动态矩阵预测控制器代替原系统张力PI调节器的方法。计算机仿真结果表明系统动态特性改善，保证了张力控制的精度。     

张力控制器在热连轧机架间的应用

介绍了连轧张力状态方程、西门子张力计算模型、新日铁张力计算模型的计算公式,通过对渐近收敛状态观测器设计、张力动态互不相关控制(解耦控制)设计的叙述,解释了利用渐近收敛状态观测器提供的状态量,研究了张力增量的动态互不相关控制的内容,最后对各项技术指标、项目研究结论及其原理进行了分析。     

强张力减径过程混合加载模型及产品质量预报

采用三维弹生大变表有限元法进行单组元建模,考虑金属的复杂性和影响金属流动的关键因素,如孔型形状及配置、张力作用等,通过张力作用等,通过张力、位移混合加载,建立耦合计算连轧模型,研究在张力减径过程中钢管变形机制,分析在不同民政部下钢管的壁厚变化规律,并与实验结果的对比分析,验证模型的可靠性,为对张减机进行全面检测、挖掘设备潜力和开发新产品等工艺理论研究提供了依据。     

连轧张力公式的实验验证和分析

连轧张力公式是连轧理论和实践的核心问题,该问题国内外都有大量的研究,20世纪60年代笔者推导了连轧张力微分方程、多机架动态张力公式、稳态张力公式,理论上已作过深入、广泛的分析讨论。日本在20世纪70年代对连轧张力公式进行了理论上的推导和实验验证,特别是浅川基男等人的连轧实验结果更为重要。为此引用了浅川基男的实验数据和宝钢2 050 mm热连轧机上的实测数据,验证了连轧张力公式。     

冷连轧机动态变规格过程的张力计算模型

针对运用常规张力公式计算厚度不均匀轧件的张力时存在困难的问题,基于原连轧张力公式, 首先导出了楔形轧件的张力公式,然后将这一结论推广到了具有任意形状的轧件,采用数值计算的方法得到实用的动态张力计算公式.     

变断面张力微分方程式与角钢连轧稳态过程仿真

严格地导出了描述多机架连轧动态的变断面张力微分方程式,并采用全量法模型对φ250×5+φ300×1六机架差动调速小型连轧机组连轧5~#角钢稳态过程进行了仿真。     

各向异性张力有限单元的构造及应用

从二维张力样条出发，利用张量积的方法，构造了一种新的张力可调有限单元，使单元的灵活性大大增加。并进一步从各向异性的观点入手，构造了一类各向异性单元和各向异性张力单元，并用各向异性张力单元进行了两个算例的计算。计算结果表明，这类新单元具有极良好的性能和极大的灵活性，对算法的收敛性、精度有显著的改进，并可推广用于三维计算。     

浅谈板材热连轧速度的平衡

带钢热连轧是冶、铸、轧生产中的一个重要组成部分。当今,随着热连轧过程控制自动化技术的发展,对控制系统操作人员的要求也越来越高。热连轧生产过程是带张力轧制过程,张力的存在使连轧具有比单机架轧制复杂的牵连影响。本文认为,即便轧机自动调节能力很强,准确计算带张力的轧件出口速度也还是很必要,进行无活套微张力轧制就更依赖于此。     

变规格连轧时的速度与秒流量相等法则

用理论方法研究了连轧时速度与张力的相互关系，分析了连轧时速度和张力所起的作用，提出了连轧速度理论，认为稳定张力连轧可以分解成带张力的独立机架轧制，但张力与速度要和前后架协调一致，在改变辊缝轧制时，机架间存在张力作用下的轧件断面变化的过渡稳定段，此时轧件各断面速度相等，但不能使用机架间秒流量相等法则。     

神经网络自适应PID反馈补偿控制在轧钢控制系统中的应用

在轧钢控制系统中,由于轧机两侧液压压下系统的不一致会导致带材横向厚度差分布不均匀,直接影响带材的板形质量,针对此问题,提出了将神经网络自适应PID控制器用于反馈反馈回路中的补偿控制方案,提高轧机两侧压下动态同步的品质。仿真实验结果表明,此种方案能满足被控对象对高精度同步控制的要求。     

轧机液压AGC系统的动态仿真

AGC控制技术是现代轧机不可缺少的关键技术之一,其控制效果直接影响到产品质量和产品的精度。笔者在分析液压AGC系统组成、系统主要动态元件动态特性的基础上,建立了一种全面而且有利于分析轧制过成中各种因素对轧制精度影响的动态仿真模型和方块图,并对3340轧机液压AGC控制系统进行了动态仿真。     

基于支持向量机的轧机压下系统辨识

通过对轧机压下液压控制系统的介绍,分析和计算压下系统响应频率,设计相应的Butterworth滤波器对轧制力进行高频去噪声处理,并利用最小二乘支持向量机进行轧机轧制力的非线性建模.在Matlab仿真环境中,利用轧制力的实测数据进行仿真与分析.仿真结果表明,基于最小二乘支持向量机的轧制力模型预测精度可以控制在5%范围内.     

几种液压AGC方式的图形化仿真比较

为提高计算机进行轧制仿真时的结构灵活性和扩展方便性,以控制系统常用的软件MATLAB/Simulink为平台,将主要轧制设备建立传递函数模型,用有相应输入输出端口的简单框图表示,类似实际设备可以自由调度组合,搭建出不同控制系统,从而开发出既便于独立建模研究又易于构建不同控制方案的轧制形象化仿真方法.通过输入同种原始条件,对几种液压AGC系统进行了仿真比较,结果表明动态设定AGC响应更好.     

板带轧机液压压下-垂直振动特性研究

考虑板带轧机垂直振动对液压压下系统中四通伺服电磁阀非线性流量的影响,推导出非线性流量变化下的液压缸的非对称分段弹簧力,并建立了板带轧机液压压下-垂直振动动力学方程.运用平均法求解出该轧机振动系统的幅频响应方程,并利用奇异性理论求解了轧机在动态轧制过程的分岔特性,得到4组不同的转迁集及其对应的分岔图,分析了开折参数对轧机分岔特性的影响.最后以实际轧机参数为例,通过仿真发现系统幅频曲线在分段处出现拐弯特性,调整伺服阀响应时间可降低系统振幅不稳定频率区域,通过调整外激励幅值与阻尼比等参数可有效改善系统共振情况,为进一步抑制轧机辊系振动提供理论参考.     

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.     

环轧过程计算机辅助工程

论述了径、轴向辗环机轧制计算机辅助工程（ＣＡＥ）的结构与功能，分析了ＣＡＥ系统模型的建立方法及矩形截面环轧制的几何运动学关系．给出了ＣＡＥ系统在满足各种轧制约束条件下的优化轧制规程及相应的毛坯设计方法     

基于ADAMS-MATLAB联合仿真的液压活套多变量解耦控制

对于具有非线性、强耦合、不确定特性的液压活套系统的多变量控制一直是轧制控制领域的难点问题,为了进一步提高热连轧带钢的控制品质,首先利用ADAMS建立了液压活套虚拟样机模型,然后利用M ATLAB设计了一种基于互不相关解耦策略的液压活套迭代学习控制系统,利用ADAM S/Sub模块与M ATLAB/Simulink接口得到联合仿真模型.基于此模型,对传统PID控制系统与所设计的控制系统进行了仿真研究,仿真结果表明所设计的控制系统可以更好地减弱活套张力与高度系统的耦合作用,使活套控制系统获得更好的控制效果.     

Research on Frequency Response Characteristics of Rolling Mill

The measurement method of frequency response characteristics for rolling mill is established by imposing different signal excitation on PID input of rolling mill under the different rolling conditions. The analysis results declare that sweep sine signal was relative efficient to evaluation for the frequency response character of hydraulic system. The practical application shows that the corresponding relationship between the parameters and the frequency response range of the rolling mill is helpful for parameters verification of process control and condition monitoring of hydraulic system.     

磁粉制动轮转胶印机放卷张力的研究与仿真

研究了轮转胶印机放卷张力控制问题。针对放卷张力常规PID控制动态性能不高问题,在分析放卷受力基础上,推导了磁粉制动器的数学模型,利用Simulink仿真软件建立了Smith预估补偿模型,对磁粉制动器纯滞后进行补偿。仿真结果表明,Smith预估补偿PID控制系统阶跃响应上升时间为1.56 s、超调量为10.2%、调节时间为4.2 s。采用Smith预估补偿克服稳定性差、响应慢的不足,提高了系统控制品质,为纸带放卷张力在印刷中控制提供了理论依据。