带钢热连轧活套系统的H∞控制及仿真研究

针对一类线性不确定系统,基于Riccati方程,给出了系统的鲁棒H∞控制器存在的条件。并采用H∞控制对热连轧活套多变量控制系统进行设计。通过建立了相应的数学模型,在存在参数摄动的情况下,设计了鲁棒H∞控制,使得系统在参数摄动和外界干扰下仍具有鲁棒性能好,抗扰动强等优点。最后,通过与LQ控制仿真结果比较,验证了分析、设计以及控制的有效性。     

适用于轧钢过程的计算机控制系统

轧钢自动化,特别是带钢热连轧自动化,要求计算机控制系统具有高速控制、高速通信能力。为了推动我国轧钢自动化技术的发展,在分析国外系统发展的基础上,自行设计和集成了适用于"快速"过程的分布式计算机控制系统,这一系列已在几台热连轧机上得到应用,文章对这一系统进行了介绍。     

铸轧速度对熔池内温度场的影响

采用ANSYS有限元软件对双辊铸轧低碳钢过程进行模拟。研究发现,铸轧速度对铸带与铸辊之间的热传导系数有一定影响,对凝固终了点的位置也有很大影响。当铸轧速度提高,带材表面温度和中心温度也提高,而且带材凝固点有所下移,熔池表面温度也有所增加。铸轧速度是保证铸带质量和实现稳定铸轧的先决条件。     

宽扁梁楼盖结构计算方法

借鉴ACI规范中板带分析方法,利用有限元法对竖向荷载作用下的宽扁粱楼盖进行了探讨,获得了梁在柱上板带中弯矩比例和柱上板带弯矩分配系数随梁宽、梁高、板厚、区格跨度及柱截面大小的变化规律,通过分析弯矩分配系数随梁相对抗弯刚度因子的变化特征,发现柱上板带弯矩的分配不能像ACI规范中只考虑梁的相对抗弯刚度因子及两向跨度比两个参数,梁宽对于宽扁梁结构也是一个很重要的变量,基于以上分析,提出了宽扁梁楼盖内力计算方法。     

板带热轧中间坯厚度分布规律研究

在热连轧生产过程中,受测量环境和测量手段的限制,尚未实现对中间坯厚度的实时在线精确测量,对产品最终的厚度精度和精轧区穿带过程稳定性造成影响。为解决此问题,采用轧制特性法分析中间坯厚度产生偏差的原因;为进一步研究各因素对厚度偏差影响的规律,通过影响系数法计算中间坯长度方向上温度和厚度分布,建立热力耦合有限元模型,并将有限元结果与计算结果进行比较。研究结果表明：随着轧制过程的进行,在轧制方向上,中间坯温度逐渐降低,头、尾温度的平均偏差约为22℃,头、尾最大温度偏差达到32℃;由于温度偏差导致中间坯厚度呈变大趋势,中间坯头尾厚度偏差为0.20 mm,长度方向最大厚度偏差达0.53 mm;本文得到的中间坯厚度和温度的分布能够为后续精轧过程提供前提条件,为高精度控制成品轧件的厚度以及维持穿带稳定性提供依据。     

板带热连轧机组活套高度模糊控制

针对板带热连轧机传统的活套高度控制策略存在的问题,提出用FuzzyPID复合控制策略·输入取活套量的偏差E和偏差变化率EC,输出为上游轧机转速设定的附加值·采用Mamdani与逻辑运算模糊关系而得到了模糊推理算法·采用加权平均法对输出模糊子集进行解模糊,得出了精确的输出·通过Matlab语言中的Simulink仿真工具,进行了传统PID与模糊控制动态性能的仿真比较,结果表明采用模糊控制可明显提高活套控制系统的动态性能·     

1700热连轧机轧辊磨损模型研究

以国内某1700热连轧机为对象,研究了轧辊磨损模型,分析了影响轧辊磨损的各种因素.编制离线仿真程序,计算某一轧制周期工作辊磨损.结果表明工作辊磨损形状近似箱形,受带钢宽度影响较大,带钢长度是影响磨损量的一个重要因素,一个轧制周期后,F7工作辊中心磨损约为302μm.将程序计算得到的轧辊磨损曲线与采用高精度磨床测量得到的实际磨损曲线比较,两者吻合较好,表明此轧辊磨损计算模型具有较高的计算精度.     

1780热连轧层流冷却二维温度模型及控制策略

卷取温度控制已成为带钢热连轧计算机控制系统的一项常规控制功能,但是热轧带钢卷取温度的控制还存在目标卷取温度控制精度差及带钢在宽度方向上的温度分布不均匀导致带钢变形等问题,针对以上问题建立了在带钢宽度和长度方向上的二维层流冷却温度控制模型,提出了二维最小均方误差(2DLMS)控制策略.最后,应用安阳钢铁集团第二炼轧厂1780热轧生产数据对该模型进行了仿真分析,结果表明该模型较现用的模型有更好的精确度,解决了低目标卷取温度控制精度差的问题,而且在宽度方向上温度分布区域均匀化,缓解了带钢变形的力度.对于研究热轧层流冷却温度控制系统用一定的参考价值和实用意义.     

热连轧活套系统分析与控制方式比较

对热连轧过程中的活套系统进行了分析,对几种活套控制方式进行了比较,ＡＧＣ系统和活套控制系统进行综合设计,提出了一种新的控制方式,仿真结果证明了方法的有效性,高招中轧过程的成品质量。     

热连轧工作辊三维瞬态温度场数值模拟

考虑水冷、空冷、摩擦热和变形热以及工作辊与轧件接触热传导等动边界条件，采用有限差分法，建立了热连轧工作辊三维瞬态温度场分析计算模型。使用该模型实现了对工作辊温度的动态分析和精确计算，预测工作辊非稳态轧制时的瞬态温度分布、稳态温度场和终轧后空冷时的温度场。