史密斯预估控制策略在厚规格轧制中的应用

I/I/49要热轧带钢厚度精度一直是提高产品质量的主要目标。正因如此，厚度设定模型 （GＣ)曾是热轧带钢自动化首先实现的功能。C系统的主要任务是对带钢全长进行厚度控制以保证带钢的厚度精度及其百分比。消除板厚差的主要方法是采用自动厚度控制oｍａiｃ Ｇｕｇｅ Control，简称 ＧC）系统。轧机出口板厚很大程度上取决于该出口ＡＧC系统的性能。由于实际轧制过程的复杂性、控制对象的非线性、时变性,单纯的 AGC控制系统都不能取得较好的控制效果。在大多数过程控制过程系统中,不同程度地存在着时间滞后的工艺过程，Sｍiｔh预估补偿控制能很好的解决这一问题。但 Smｉh控制方法的前提是必须确切地知道被控对象的数学模型在此基础上才能建立精确的预估模型。本文正是应用 Sｍith预估控制策略来消除纯滞后的影响，并对怎样获得精确的被控对象数学模型进行认真分析研究。本文将纯滞后系统的 Smiｔｈ预估控制算法应用到厚规格成品轧制中,大大改善了系统的动态响应特性。通过对实践的分析发现其出口使用的 Smith－Ｃ系统对改善系统超调，减小滞后对厚度控制的影响都有较好的效在应用中ＳmｉｈＧC系统与I控制成很的,这样才能发自使其对厚规格轧制有的控制用。厚度自动控制厚度模型;Smith估器;数字控制ﻬ 录ﻩ!。。绪 论 。ﻩ错误未定义书签。课题特点及技术路线 错误未定义书签。/491。3课题研究意义 !。１。４国内外研究现状 !。PISMITﻩ错误!未定义书签。２。1 PIＤ控制原ﻩ!。2。2IDﻩ!。2.2．１位置式 PID控制算法 !。２。2．2增量式ＰID控制算法 ２。３ SMIＴH预估控制ﻩ!。2。.1Sｍith预 !。2.3.2纯滞后系统的Sｍith控制算法ﻩ!。２.3．3 改进型Smｉtｈ预ﻩ!。热连轧ＡGC系统与厚度模型的控制ﻩ错误!未定义书签。３。1ﻩ!。3。2AGCﻩ!。３.2．1反馈AＧＣﻩ!。２．2 监控 AGCﻩ!。3.3ﻩ!。3．3。１概述 !。3．3.2影响厚度精度因素 !。3.3.3ﻩ!。SMＩTﻩ错误!未定义书签。结论 致谢ﻩ错误!未定义书签。参考文献ﻩ错误!未定义书签。

误!未定义书签。附录A (外文文献） 错误!未定义书签。附录Ｂ（中文译文） 错误!未定义书签。/49C其它） PAGEPAGE10/49论170,使其能在1700.,[1]..题。因此,对滞后工业过程方法和机理的研究一直受到专家学者普的。,工业对钢的量大,对钢成量的要也,而厚度是热轧钢要的精度之一。热轧钢厚度精度一直是提量的主要。C 系统在计算控制应用之，而工业一计算机控制系统10用于热轧机组的厚度定。热轧过程的,于控制一的和控制.1。2特点及技术路线钢厚度是影响量的一大。因此，热轧机的一要课题就是钢厚度的自动控制(utomiＧaugenrl，G。“械、电气、液压件紧密联,形综[2］"性、非线性、时变性，单纯的AC控制系统都能取得较好的控制效果。针对原有压AGC例中采［,并将Smith规格中改善了态性正因如此本文采用史密斯Smiｈ)预估补偿器与AC的结合mith-AGC控制解决钢热轧中对厚度规格的补偿控制。预先估计被控系统态型,将预估器并联被,中性补偿,从可明地减小缩短渡效地改善用Sｉmｔh-AGC系统可以更好地控制厚规格轧制的出口厚度。本文主要是介绍了Ｓmiｔh预估器具体在自动厚度控制系统（AＧＣ)中的应用,同时也介绍了 AGC系统的各部分功能与控制。只有各部分 AGＣ系统(反馈 AGC,监控ＡＧ等）很好的配合控制才能形成一个很合理的控制系统。,.到的，需要的控制理论以实控制能的。本题的研究了近年在ID控制,Smith预估控制,AＣ控制的等面的发展技术动,以实,以 SmｔhAＣ系统研究中，实过面研究，并力争的控制应用到热轧中，到理论与实合。面轧制的发展可以轧制理论的研究与发展到极的用.1效均。,轧,厚的并轧的动2。以AＧＣ系统以反馈MAＧCMNC主体.厚度控制用“基于出口厚度偏反馈闭环控”乏偏原析,针原措施策略.影素三：料硬（温）料波(粗区）辊偏,证明料硬原。90建改建厂百比明显.随着户求日常GC满足户可忽略并成一高的关键。从厚度控制原理的角度看,目前用前馈反馈监控 AGC等几种控制.,AC,.(厚..1。4国内外研究现状、、成材率、低成已经成为现代企得以存必备条件。这就企工艺、设备、策略来完善。热连轧带一提目标。正如设A)热连轧带减[1m。05代密斯Smiｈ雷斯威克(Ｒeｓwic提出了以补成.这,设想出一种加反馈中以偿过程态特。换言之就从偿。以得提。wick参数/=1。2。但其基原Sith预估偿原相似。只讨Sｉｔｈ预估希望可以来带热轧、完善。研mith提得。一般0~1,Smith就。,虽mith工存一。为,很多科学工作者提出了一些改案。数字ＰDh控制系统数字 PIＤ在过程中一种普遍在冶金、机械、工等中获得广泛应.章介绍了ＰIＤ基原数字PID［4及Smitｈ预估。2。1PID控制原理在拟中器律PID。ＰＩＤ原框如图2。。IDPIＤ控制系统原理图Drct

e(t)r(t)c(t)(P(IDPID.u(t)K

P TI

1tt)dt0

Tde(t)D ]dt

(2)G(s)U(s)K

(1 1 TS)E(s)3)

P TS IK系T时间常T——时间常数P I D简单说PID各校正环节作用入下：环节 即时地反映系统信号e)旦产生立即产生作用以减少.环节 主要用于消除静,提高系统无度.作用强弱取决于时间常TT作用越弱反之则越强。Ｉ I环节 能反映信号趋势(标化速率)并能在信号变化之前在系统引入有效早期修正信,从而加快系统动作速,减小调节时间。。2 数字PIＤ控制算法在计算机控制系统中,使用的数字 PＩD控制器,数字 PID控制算法通常又分为位置式 IＤ控制算法和增量式 PＩＤ控制算法].2．2.１ PID控制算法由于计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量,因此式（2３）中的积分和微分项不能直接使用，需要进行离散化处理。按模拟PID控制算法的算式(２.３)先以一系列的采样时刻点kT代表连续时间t，以和式代替积分，以增量代替微分，则可作如下近视变换：tkT

(k０，1，2，…）tet)dtTke(T)T0

e(j)j0 j0de(t)dt（24）

e(kT)]T

e(k)e(kT式中T-采样周期。D,T.,将e(ｋT）ｅ(k)T（.4）（),离散的PID表式为Du(k)K

{e(k) T

T 或P TkIj0

e(j)

T[e(k)e(k1)]（２。5）u(k)K

e(k)KP

kj0

e(j)

[e(k)e(kD(2。6)式中 k采样，ｋ０,，2…；u(ｋ）-ｋ采样时刻的计算值e(k)-k采样时刻入的偏差值；ｅ（k—1）-（k-1）采样时刻入的偏差值；K,KＩ

KＴ／Ｔ;Ｐ IK—微分系数K ＝KT/T。D Ｄ PD由Z变换的性质ｚ［e（k-1)]=z—1Ｅ（z）z[kj0

e(j)]＝Ｅ（ｚ）/（1-z—１）式(２．６）的Ｚ变换式为（2.7）

U(z)KP

E(z)K

E(z)I1

K [E(z)z1E(z)]D由式（2．7)便可得到数字ＰＩＤ控制器的z传递函数为G(z)

U(z)K KI

K (1z1) 或 者E(z)

P 1z1 D（2.8)。9)数字ＰIＤ2。2

G(z)

11z1

(1z1)KP

K (1z1)2]D2PD图这种算法的缺点是，由于全量输出，所以每次输出均与过去的状态有关,计算时要对e（k）进行累加,计算机运行工作量大.而且,因为计算机输出的u（k）对应的是执行机构的实际位置，如计算机出现故障，u（ｋ)的大幅度变化,会引起执行机构位置的大幅度变化，这种情况往往是生产实践中不允许的,在某些场合，还可能照成重大的生PIDPIDu(k．。3PID控制系统.PＤ控制算法,2)PIDu(k1)K

e(k1)Kp

k1e(j)j0

e(k)e(kD

。0）621,u(k)=[k-(k-1)+Kek)[e(k2e()e(—2)］P I D=K e(kP

+Ke ｋ )+K I D

e(k

e(k

]21)中e(k)＝ek—e(k-121称为PID2.４给PID2.PＩD图34质区别,或者仍然全部计承担其计或者一部分其它部件去完成制虽然只是算法作了一点改进,却带来了不少优点:（1） ,,掉。（2） /,（3） 算式中不需要累加。控制增量u(k)的确定仅与最近 k次的采样值有关所以较容易通过加权处理而获得比较好的控制效果。;因此，时不可一而，一以作执行或控制要的中,以进机或动作执行的中，可采用增量控制算法。3h.纯.,带输，输分量过[.通,过的时与动T的比值/T0.3时,是具有较大的过了。,仍采用的 PID控制,进行了的定，仍然获得好的控制量。有时的,控过而机故，有时的不定而的安。生过大是,于时过,由于的影响,得量不,τ才反映到；另面象受到干变立即干抑样，有环的闭环控制必然存较大的量较长的时.此象也控制的问题。由于过是一类复杂的过，所以它的控问题直困领域题,方研究直受到专家学者普遍视1958Ｓｍith著名的Smiｔh来控制有环的理上解决了的控制问题，但是 Smitｈ预估器需要知道被控对象的精确的数学模型，且对模型的误差十分敏感，因而难于在工业生产中广泛应用.200,(Sｍith)（Rｅｓwicｋ［5］,,,,..Reｓwiｃk/T=1.2基原理与mith预估控制补偿原理。Smith预估补偿原理其在工业应用中的方案［5］。.miｔｈ预估补偿原理8年ｈ先提出了大滞后系统的预估补偿方案，其要原理是预先,,补偿，被控时的被控量提前器，因而器提前动后系统控制方案.Smiｈ预估补偿原2.5图．5h中s-D器Wｃ

(s)e

s广被控对象的数学模型，（s不0o0纯滞后时 的对象模型Wsh预估补偿器。0 s,在h预估补偿，系统数0(s)0

C(s)

Wc

es

R(s)

1Wc

(s)W0

(s)es1W(s)W(s)es0c 0 0(21)0es。0Smith目s）所等效对象能消除纯c2５应满足如下关系(2。12）

W （ ｓ o

e0

＋ W( ｓ ) ＝ W （ s ）s oSｍith数学模型为W ( ｓ ） ＝ W （ ｓ ） （ ｓ o

es)0)00（２13)25Sｍtｈ补偿框图可2.66mh图27Sｍith等效预估补偿系统框图7SihC(s) W(s)es(s) c 0 0R(s)

1Wc

(s)W0

(s)24）Ws W= ０c o5）这就是Smitｈ的基本思路，即从中消除纯滞后因素,因而消除过纯滞后性对稳定性的不利影响.0拉普拉斯变换的位移定理知:存在于外的出滞后性es，仅将控制过的0输出量在时间坐标上推移一段时间 ，此时过渡过的所有质量指标及过形状均与0W(ｓ)(不存在纯滞后性时完全相同，因而极大地改善大滞后的控制品o质。.2纯滞后系统的Smih控制算法在工业过控制中，许多被控对象具有纯滞后的性质.Ｓmit史密斯提出了一种纯滞后,SｉhID并接一个节，该节称Smith.带有纯延迟的单回路控制如2.8，其：(s)Y(s)

G(s)Gc

(s)es(。

R(s) 1Gc

(s)G0

(s)es其 特征方程为2.1）

1G(s)G(s)es0c 0,,。而es之所以在,由反馈信号从a点引来,若能反馈信号从b点引,则把移到回路2。９所示经时间后,被调量YX同样变化。9由X没有响应会改善。但在实际b点或存在或受物理条件限,无法从b点引反馈信号来.针对种问题Ｓｍiｈ提采用人造模型图2．10。0h,G(s)G(s, D0)YY ，0 m m mE YY 0,XX ,X Xm m m m.,XX ，mE YY 0,。为此,采E 二。这m m mＳｍｉtｈ预估器策略。际上预估并联过程上而向并联器上因此图2。10变换得Smith预估系统效图图2.11所示。1h图显然Smｔh方法前提必须切地知道被对象数学此基础上才建立预估。由 图 2 ． １ 1

e(k)e(k)x(k)y(k)r(k)y(k)x(k)y

(k)21）

2 1 m m m m若 有

y(k)y(k)m(2．19)

e(k)r(k)x2

(k)e(k为数字器G2

(z输入这里Gc

(z采PID算法。3Sｍh当大滞后过程的数学模型非常精确时，Smith预估补偿方案的补偿效果时令人满意的。但是这种补偿方案对模型的误差十分敏感。一般当过程参(尤其是 K和o

）变化010%～15时，Smitｈ预估补偿就失去了其良好的控制效果。而要获得精确的广义对象模型是十分困难的，况且对象特性又往往随这运行条件的变化而改变。因此，虽在理论上证明了Smith预估补偿的良好补偿功能，但在工程应用上仍存在着一定的局限性.为此,许多科学工作者先后提出了一些改进方案[5］。（一）增益自适应补偿方案（二）动态参数自适应补偿方案具体的改进方案在这里就不在赘述了。３热连轧ＡGC系统与厚度模型的控制3。1 热连轧概述（）“系和件的，一的"[2］.一出的厚度及凸度延时地决定了后一的入口厚度及凸度，因此,到下一各而为新的““顺流"的,而后两的参数，任,将“瞬时”地既“顺流”又“逆流”地传递影响。的分析可分为静态分析和动态分析。对于稳态分析,我们需要知道的只是外扰量的大小，但对于动态分析则不但要知道外扰量的大小，而且需了解外扰量随时间变化的规律。静态分析可以用代数方程组,而动态分析则需要解微分方程组，因此后者计算量要大得多.3C３.2。１反馈AGC最早采用的算法是基于弹跳方程的反馈Ａ。弹跳方程的应用解决了精组仅采用一品测厚仪时能间接测量”各出口厚度以用作反馈信号来控制厚度,因此具有里程碑意义反馈是闭环反馈来消除偏差［。但反馈控制存在的缺点很大一部分亦正是由于采用了弹跳方程，而基于弹跳方程计算出的厚度不精确是影响反馈控制精度的主要因素目前所用的弹跳方程为：0hSPP0

OG G GC C0（3.1）

H W OS 为轧机预压靠到P将辊缝仪清零后上抬轧辊时辊缝仪的输出值。辊缝仪信号反0映不出轧辊偏心。其中,P为轧制力;C为轧制力P时的轧机纵向刚度;P为预压靠力;0C为轧辊预压靠到P时的轧机纵向刚度；0 0O为油膜厚度模型计算）；G 为轧辊热膨胀量（模型计算）;HG 为轧辊磨损量模型计算）;WG为绲缝零位（一般对其自学习。0由此可见造成弹跳方程不精确的原因有：轧机纵向刚度：即使通过预压靠去掉小轧制力的明显非线性段后轧机弹性变形特性仍然有一定的非线性，因此在一块轧件轧制过程中对一个轧机仅用一个C值是不精确的。O,

G 的各个模型有一定.H W采用弹跳方程的个缺点是轧制力反馈控制。是因为轧辊偏心度变）造成轧制力变后要的控制反，因而一造成。反馈的三个缺点是反馈增益系数中含有不易确定并且时变的Q值。反馈的控制算法为:

SK

CQhCK~,KQ,Q,QQA,,,,·监ＡＧ作用热产过程厚度质功能最为重功能接厚的厚度虽然(厚度)度于X厚接厚度厚度,X厚度为基准A监当厚度和设有偏差时偏差积到每机架AＧC而监AGC又AＧC部最为产和体现监A无论现代机压下液压电动均现,求条件仅仅口有厚1台配有G机架必须具备有载)压下能这样条件几乎他方法ＡC也求条件［７］。监AGC厚度F~F机架压下比例积与速度有关,也与1 6

Sm(KT)

(3i i i x i

CQ：

m第i机架认压下效i

m。iK,hi x

C ii比例X偏差。T积倒

f(

Vi)V,L别第i机架口速与到距i i L i ii离。如果不是最末机架，可分段计算后相加得到Ti

f()是函数关系。从算法公式中可以看出，监控AGC从理论上说可使厚度误差到零,达到无差调节，因为有一阶积分环节的存在。这样对于带钢缓慢变化的厚度公差纠偏效果极佳.而在带钢生产过程中，缓慢的厚度波动将来源于轧辊的磨损及热膨胀,轧件头尾温度变化能造成带钢厚度的缓慢波动.而轧辊的磨损在同一块钢生产过程中可以忽略不计，热膨胀在轧制几块钢之后，冷辊已热过，也可以忽略，结果可以认为监控ＡGC对于轧件头尾温差造成的厚度波动和头部设定误差起到最好的控制效果，也是关键作用所在.监控ＡG,统,的AGC.这是监控AGＣ的作用和所在。·监控AGCGC,的~1.0.AGCAGC.第 2个陷在于无选择的积分计算将带材中水印厚度误差和其它缓慢波动之外的均积在监控算法之内常常造成监控ＡGC控制过头振荡。第 3个陷是系控制模型是变参数的。由于轧制速度的变化,压下率不一致造成前滑影响的不一样，模型中关键的纯滞后时常数是变化的。因，本系是个变参数的控制系，依据系理论简单的使用PＩ算法确实难以达到理想的控制精度.第 4个陷在于带材的厚度波动规律千变万化,不有随机过程中的某种平稳特，特别是对于监控ＡGC这样纯滞后系,平稳的扰动输入造成的结果必定是破坏了反馈系的，造成原先的地方反了成了.针对如上监控 AGC的陷,已经取了很补偿措施在生产上起到了不同程度的.,测算法来补偿纯滞后环节.另一种措施是加大监控 AＧC的样控制周期，目的是想让控制压下动作的轧制到达厚后再进行下一步控制,这样想人为的将纯滞后环节变为,,.·AGＣ分配当品厚和设值偏差偏差值积分后反馈AGＣ系统（积分控)中其积分控框图如图３．1K/s积分etLs滞后X射0测厚仪测厚ht出厚hh

X射测厚仪侧品厚度x L x偏差量。31示带滞后系统,其稳（考虑控系统本身还具有滞后）K01

太大K：0K 0 K(3.4）3.1AGC制框图中K大3,后设X射AGCtX线L测厚仪

m1L Lt xL v v（3．5)

j1 j mv 第 j口速；jv 末(设共m个）出口速;mLL——末X射线测厚仪的。x每个K可由下列积分式表示：xKx(n1)

K xn

1 hK xiL(3.6)

K iL iLt对于每个为监视增益系数，根据实际系统调整。由L于大滞后系统容易振荡，因此一般监控ＡGCF~FF６5 6上，F５次之.这样做的目的是为了防止各监控冲突，反而造成控制结果振荡.在我AGCF的系数在~F5 6给1,事实上，在对不同厚度规格的轧制中，对于厚度要求以上的成品而言，由于压F上,对薄规格由于塑性系数大,为减6轻最后AGCF53 。1 概述热轧带钢厚度度一是提高品量的主要目。因此,厚度厚度控制G是热轧带钢实的。AGC控制应用之,而一控制系统(1用于热轧轧组的厚度［2]。热带厚度度可分为：一同规格带钢厚度的每一带钢的厚度同板差。为此可将厚度度分解为带钢头部命中率和带钢全长厚度偏差。部中率于厚度的度,同一规格带钢在轧由于粗轧轧的厚度度,是度不同，厚度为每一根带计各辊缝速度,保证轧出的每一条带钢头部厚度与要求的成品厚度之差不超出允许度范围。带钢厚AC部厚度AC用部根据(A,AGC。随着控制技术3。1.端和尾端3.1列百分比一般不包括10m。减尾不考核时当前努力方向。1C。）2020纪70代 20纪8０1995年以前2000年 下一步目标3０9８%3。波动.(１命中率。命中率因素为：模模和轧制力模);带坯方向温差表温带坯温有差带坯低温(。为提高模加模带带F１,轧制力出带坯（力,以此修正F3~F7架辊缝命中率得以进［2］［７］.（2同板差（带卷纵向差),主要是尾参数变动(如温)轧制力P发生变而不下带尾发。因此年AC以温（)波动为控制.208０年代中下动响提高了,因而一步提高了。热轧机为了提高大分了机,动下加。采动压调液压缸。带偏差因素可分为两类：带波动照成包括料尾温不,以化成分偏析等。轧机动照成,包括偏,轧热,以油膜轴承油膜变化等。轧机参数变动将使辊缝发生周期变动(偏心）及零位漂移(热膨胀等)。这将在辊缝不调整情况下使轧件厚度发生周期波动或缓慢变化。自动厚度控制系统用来克服带钢工艺参数波动对厚差的影响,并对轧机参数的变动给予补偿.。3精轧设定所涉及的模型在轧制过程中所涉及的主要模型有：轧制力模型，降温模型,弹跳方程的辊缝零位计算[8]。其中主要提高精度需做到:出口厚度计算依据弹跳方程。油膜厚度与辊缝零位补偿。Sｍiｔh,.确获得模型的研究是本课题的关所在。轧制力模型的，OROWAN变力的SIM)是热轧制力模型的,MS的轧制力模型用以下本PBl'QKc P中 P轧制力，N；l—mm;cQ；ｐK——,程度的金属变阻力，K=，Ma;K后张应力对轧制力的影响系数；ＴＢ-带宽,m.p及K决定轧制力的力学因素。K则影响轧制力的物化学因素。T弹跳方程ho

S于轧件塑性变所需的轧制力及在此轧制力作用下轧机将产生的变,定轧件的材质，轧件的温度及轧件的压下量等，而且当轧件头尾温度不同时将轧出不同的厚度（头尾厚差）。轧机弹跳量一般可达2～5mm,对于开坯轧机或开坯道次来说，由于每道压下量大（往往在几十毫米以上）,一般可不考虑轧机的弹跳量。但对于热轧和冷轧薄板来说,情况就完全不同了，由于压下量仅为几个毫米甚至小于1mm(冷轧则更小),轧机的弹跳量与压下量属于同一数量级，甚至弹跳量超过钢板厚度,因此必须考虑弹跳影响,并需对弹跳值进行精确计算，这样才能得到符合公差要求的产品[6］。,是过调节来达到所需的钢厚度。弹跳可出以下PhSP

S'C'C中S—载辊缝，mＰ—轧件厚度,m；'—空载辊缝，m；c—kN/mm。度的定为轧辊辊缝大 1mm所需要的轧大小，,机弹变形的特图3.2所示。332c'=fP,,。这现象产生用零件之间存接触轴承间隙来解释。这区不稳每次换辊都有化特别接零实际上间隙)很难精确确亦即辊缝实际零位难确因此上面式很难实际应用。现场实际操作了消除上述不稳段影响都采用了所谓人工压零位的方法即先将辊压靠预压靠P此将辊缝仪指示清零作零位)，O这样克不稳段[。3。示了压靠零位辊缝件.'预压靠O辊压靠POf'O仪清零辊,此辊缝仪指示

f'g

即Sg不稳Ogklk'',因此Of'=f'g

SO件产生P件特n),hogklHq交n纵坐标Ｐ横坐标h.33得下Q(hG)P n）h=S

-C Ca）o O P Pｍm;oC—机座刚性系数，即线性段的斜率，ｋＮ／ｍm。Ｐ前者为轧件塑性方程(轧制力公)，Q塑性变形１mm一般认为当支撑辊径一定时，机座刚性系数值只决定于板宽,而与轧制力无关，即C=f(B,C

的办法P P P３.4 用折线确定CP由上可知，当轧制力等于预压靠力时，h，即轧件出口厚度和辊缝指示o 0P<Ph<SP＞PｈSP〉hSｏ o O o Ｏ o—PC为目前热连轧厚度制的,可为厚度的一方Ｏ P。但用示轧件厚度时精度不时轧制程，辊缝和机的度有所高一定状),热，同时由于轧辊不,而辊缝漂。此上公，G示,为辊,O

hS0

PP C

OGB

C CP

(B0

B)C预压靠法得到性系数相B=ＢB身长;O O OC-为Ｂ件性系数； —性系数系.P实际使应下述形+Gｏ CP0S P 0 P PP0

—

c C (B0

B) C C C0 P 0Ｃ到弯曲形四间压扁形座总性系数较,而这些素都是非线性3.2曲线不但范围曲线斜率还为应段线来34段线范围曲线斜率为SC

较B=B则OPPS

PPa P

PP b 0PC Cga0

Cab0

Cbc0BＢＢ段相系数O试验所得线坐标,根据查确定。上弯后测仪置所应所改出厚.应hS0

S SC

GOS FF CFＦ-弯,kC -;FS -,m；FP PCG-mm 0CCP

FOCF。有30ｉｎ；其他。因改进案为G成GG G GH W 0

热膨胀量G确G

Ｈ W O来解决。或是确确定空载和设计动控制统不可缺少基本其主要取决于轧制P,机座C或直接用量ＳPSGO这是目前提高控制所要着重解决C F由于轧是许多件形和,因用计算件形来机座,不.目前采用轧机进量来确定有C8。Ｐ F本热轧主要因分。补偿,因可获得确动态数模型,这对分析和本Smitｈ轧制用有Smiｔh确控数所本题Ｓmitｈ有很好基础作用。4。Smith预估控制在厚规格轧制中的应用于统控制不,从来,所量不前机.这是AC不因,不高,100~150m的范围内震荡，使系统的稳定性降低[1］。如何消除系统的纯延迟环节，将基于 Sｍｉth预估控制策略应用于鞍钢17００ＡSP上对解决厚规格成品的精度具有重要意义。为提高实时反馈模型精度,在实际中需做：出口厚度计算依据弹跳方程,为提高模型精度,采用了在不同轧制力区段确定刚度C的办法F机架分段轧制力下的刚度为:P 6~C 285 ~

350P P440T

~

433 ~

482P P890T

~C 525 ~

538P P1300T

~C 567 ~

585P P~C 600 ~C P P油膜厚度与辊缝零位补偿：实际作法是在F咬钢信号和 X射线测厚仪信号来630ms,X

F出口度为不，精确延6迟时的值，确定的补偿，油膜厚度与辊缝零位是的，厚规格机架出口度低3~4m/s)系统的纯延迟时不s,用s的补偿来时的油膜厚度与辊缝零位。基于上方法， 在DA具上的线值

40m50m内，范围在75~100m之Smｉth补偿控制中的反馈来补。基于Smith预估策略计算的与MAＧC相比，增加了

x (k),ym

(k)，它们别当时的模型输出和含有测厚的结果，实际中采的空载辊缝与轧制力信号存在着干扰信号，F6调发生振发散,尤快候度大于m/s），因此对于薄规格成品轧制般只用Ｍ—AG，不采纳GＭ-AＧC+ＭNGC的控制方式。5522F04071046＊＊0905AUＴOQ235B:1046,种:Ｑ235B,Ｓmiｔh,误xray2)及41SthF(LB—Ｆ6-T）与监6控ＬBF）见4.纵坐标单位（m）。1 (xray

)及厚度偏差曲线F64．2mt

F监控AＧC6制,有更好跟踪目标能力及快速动态响应特性(下压或上抬速快而且辊动作也比原来控制消除)。5236*0905AUTO,Q235B1046mm905mm,BShF633F624mtSmith,,Sih结论.、高,中最为迅速、新技术应最为广泛的一领域.它艺水平、、一水平技术高、高、高技术、、高中ＷTO,的,为中,高技术水平,大技术造新艺先技术期提高自动化水平,提高生产效率，改善产品质量,简化工艺过程,降低生产成本.经过多年的发展,基于传统控制理论的热连轧控制水平发展日臻成熟、控制效果已近极限,但是所面临的一些关键问题并未得到彻底的解决。目前是板带热连轧控制发展的转折点,迫切需要引入新的控制理论和方法以实现其控制性能的跨越式进步来综合解决上述问题。轧制技术与轧制理论的发展离不开人类科学技术进步的大环境。从上世纪90年代开始，先进控制技术的应用为轧制理论的发展揭开了新的。应用先进控制技术已经成为轧现代化水平的一，到人的关，为一的传统产带来了新的生与。技术的应用和现代化工的发展，是工和制工的发展，板带提了高的要，先进的控制统已成为前板带轧制技术的前题.本过 AC控制统与先进的法本用 Sth法的合，Smit—AGC控制统，来厚规格的轧制起到很好的控制作用.本以1700ＳP为实验平台，过AＣGＣ，监控ＡC各子功能的，用理论和实际应用相合的方法,尤其是添加了Ｓmith控制系统，为解决 AGC统存在的纯滞后起到了很好控制效果，大大改善了统的动态响应性。致谢作在李伯群导师悉心指导怀下完李师渊博知识、严谨的治学态度和言传身教使我终身以表达感谢在还很师指导帮助,在里介绍170０场电气室主任张海波支持,在际供了许多方便的里表示感谢。在几习,我仅丰富专知识独立行作,而且,导师渊博知识严谨治态度作作风勇探索精神及科孜孜倦追也深深教育鞭策我将使我在今后作习益非浅向导师表示衷心感谢致崇敬意感谢导师几我培养、帮助和关怀！,！参考文献,AGC[2001(32-3.[[M:200。[.21.0018(3—６.[4陶永华,尹怡欣葛芦生.新PID应用M:机械199-7.[5]邵裕森巴筱云.过系统仪M.机械0004-21．６刘建昌王贞祥,.AGC结构[J]铁,９94,253５—９。[7ＶａndｅnｂｅP. hinｅssofhotolｅd rpeelhydrａuliontrotecholgy resａrcJ.IronａnSeｅEiｅe,199()142-5。[王,王.AC[]学报然2002322６。附录A（外文文献）hinｅsfh-rlletripteｅlhydrａuccontrtecholｙreseａchebeg GPsofo—rllｅd strp eehyrａuliclyesearＩronａＳｅ９0６14.Ｉntdｕctionicknessofthｅpetriponｅ ofhｅ moimportａntofquａy,ｖｅilrp fuvnistut qｕly saｍajorobstaerefoe teotstriｐ millsan mpontopicof thｅstiphiｅsofAuoａcConrolＡutomaticａuｅ Conto,tAGCTicknessofuoaticconl,atthitage othedevｅopmofditl ptersfor diontlhucｓueor the ue ofthwholetpshorandtrhcssureastheeecuin.Computenot nytoprstmillogaptl,andas aconltughllo, inalotrol,on-linerolapjustmnteveicalstiphics trolinvoheetet t。Thickness ontrolprcipleｆromtheointofviewtesuseoffee—d,feedbacmoｉtoriＡCsｖral otomethodsh byimiheltmf risponse,oe tisdscssuhstehickssofewih billt ipotwtrakteuintnＲoEic ntn,rollingtnsion,schashgesin heintfercesuppressiontwill bemoreioraisithestrpthicksimprvg elty oftheｆinishedstp.２.Aiknesofteos for lonsHotpMilhsnshngllwillptaｖyoｆeotofcthicknsｆinishiunntrance,oingpieceofmperurcomposition（rbon,ns）flt.ＲlngpiecesofatureenmainfurnandthefurnrbitertheIndianadMiddllｂｅiningtthndofthetempaturedrop.SecntheillitselfchanｅsinhhiｋnessofthretadationｆsＭllMllＳpig（Mill ii）,rollenithegapredionsrons nthfilmsthll oftlntctiuhｗandte。Ｔhdthemill estem,thereasosｆorehinthiｋ,ｗihlldowniltmt ofmoto—diveｋfLoopton causedbchanｇs in se stmschheresonsedla。Ｆourth,thmilatingｆctorssuasrackof olingwaterudｂyl, eaccn mrollion(l）,ol bndiofte,dondti,eｗwttedoｆteｆnrrearinthabseftesiomaynhsdtectmplemtoftfromthequipmen,dirtrollin,rogolsuchasｆuhｅrystionpontfvfinishiunitntnhofatckenit,sothethicsofeactmfisinglysintmns.inishingeortsggetfighinstliooftwo gtwospare hh.PSfunininputroutheL2—e to tecoputereU iosolishebHMIsetpthegg。 Ｇantet sｒｉphｉksｆeportbiashｒhＬC309wilthｉｃｋssdevionandothertsignalｒd,afｒdieinalnｖ,adthentoＴPLｄernt．。ThicssofautoｉccontrltlingmilluifinihgtheHAGCconolsstemlocｋedＧＣmintaiCAGCtｒlndmoitoringofAGClockedautomaicallyloｃkfunctioninoｒdertoｉmprovetrethicknsofpooｒaccuracdnｒｆs—ehｉcknssofpornn。Ｉtsills：C：ldＣ, tＡCblutecontrolＡGＣ:MonitoｉCcｋdCCuｔllockedin additintomnitoriＣutomaticlckingfunctｉo，theo—mentedAGCntrolbythRoioiveschoice,ｃoolC ature dｉdual invesntdshod olyethsametiten thＧC ｆorｄ．hiclseｍｋdＡGＣis dｒlｉg crtcsl,tｈrｉgquationｃalcutd strｉpthickness,itcaｃuｉo－。1。Underthcontｒolftestｒip thｉkessoｆthe bchmarkis ldibyhhof thedphslockd intw, abte fak to ocautomaticalftetheｄ, dhr finisingmwhen theitof egage tertheseiureoterate smeie lchcontrolonlythehsfnｇsripctive.hｉ=(Pi-Po) /Mi+ Si(41）ﻫh：p h （mm ）Pi:Rolgeasuredfoｃe（)ﻫPo:Rolinｇepssure)ﻫMi:Millsnss(t／ Si:olpmdm）ﻫ δhi=h(4.2 δhi：tihicknesdviaton(mm）f：ehealkｂlocstris（m)hstriines（mm)ﻫ hr=(Phe—Po）/a+Shd （4。3）a：tripeadmeasuredｎｇe（;Po:Ｍilo－e（）aiｐheadMilstiness(t／m）ﻫS:tiｊiｎtsmsedheadrol)4。12MainiｎAGCishepressurtomaiｎtainavriantformoAGC，spthickｎessoftheｂmrk istochose thtomtiｎhpr—lｏckfunctionAGCAGC ldip ticknessofheheadbenchmarks，thaiitomaiｎtintheｎumboftrip-atethicknsantheporin liｎexｕlWhnthecｗhCng，ｎd oing nitionsarelativestable,ay ostoｕse thsfeurThinesscalｃuons e sw：ﻫ =（i－Po) / i + Si （44）hi:strp tcs（m）Pi：Rollngmesｕdet）ﻫPo：Rollngero－pressue（t）Mi：Millstifｎess（t/mm)ﻫi：RollGamaud（mm）δhi＝—hi (4５)δ hi ： r s v o ｎ （ ：ＡGClock lckstipheadlockthickｎss （mm）ﻫ：striptinｅsmm)４。1。3AbsoluteAＧCComputerｃistsetthegoloconrollingthetstetiｃes，andlkhergcsofｕotciｃkｎsmn,tatstripthcnssof tinhdductwitrequiremntsofe minimum icsshode。Therk treｂiteof anmuntofiedayt dlay mesetbytheoe， ｂoｕt２00ms，thnn ｗendebｕiｎ，n ts lcuinN（a ｎeｎe）tetspnfrollinaverage ofPP1… Pn/n]Rol pavagevlueofS*[*=1…) n]heaveragestipthickns h*h*= …/ .ﻫ Ifthelonoftheaverge phickｅｍssh nnhjsf thediebetween theticeshot eedceni△hX(byoftwatishｍp—h△ hJ,setthpｕrｏprocess thgolｏftngthethiｃＸkssAshetattncontrol.If the ltn ｏf ａeks f the stpdtｏhisｏfe ｂiｖesofthedeｏvatlimit△Xtｙ te awill headte rackstriolgｖaofP*,the eｖluofＲlGapSvalueasock,is absoluyAGCuｏlｙhtｏeltiveAＣ．ordertooidubidjustmteoroljotsroinimptofetblit．AtteeimethesialstＭＩscre.AＣabsoutentrolmodhestripthiｋsofedｏfhebaselincalculonｕdｂytheolingpsuromthefinishigillinteprocesoftheｏpuritｕpptptｋsｕliosesoh = P o /Mi + i(4.6）hi：srip t ickne smm ）Pi：Ｒ g a e f ｏre t ）Po：Rolingo—ue )ﻫMi：Mill stiness(t/ mm)ﻫS:ＲllＧap measured (mm ）δh= h－ｉ (4。)ﻫ:ssmﻫ: tp ns an m: theheｏftheｂlokstriphickness(mmﻫ ref=Phead-P/MheaSheadﻫP：Cｏmpｕtsrolling spofte osingｖaeﻫPo：Mllero—prssure t)a: srip mihead tin ss t / )She:stripｏntshdrl(mm)４.4ｏnitorigntｏringＧCconlbasdonfinhimllexportsagesｕeytecｋnssofepaeeenokoxteetksfthokeRolingingthＡＧCgagemeredbyththiｋsofthestripamplestoteedeviatｏn,tunderF4,F5,F6thktgtothelattrcuationofhisiｂuionofousconrｏdgkＴcｋsﻫＣdsollo:1)sphicssｏfllnove njh /nj ji1j： J-trip ps hicｋnss aveagdevton 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ﻫtitor tistbtionfMFi=<i 4)ﻫMMai -Maxi≥jMFi=+Mａxi

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4．１)1 MWM thmstiffss,Qfactorfothrollgpiecesoｆplas ｔ ic ．Ｋ rtofat, sci kte ttansissna２iftepedelerytiert,2otsythstemsodbelessthn1/2ti，tainoteeutoniesodhd，dicpresuetose,oﻫ2=1/２～1/4)ti,ｃcs oetdt thescebng.② emeooloftheccle ﻫContol cesud ehnr loecrlisogetimｅti ．iontpintstoghtmtiisdSo s 1 ﻫe 6 a d t 0i VLSeF1—5kt i VL

5 VJ

ei:0athd ｏfthe cktothedistance bwe,VLsamplinfothe tt enoktorte provnlpsehdsetthewocssplingforthemomet kte。moitringACbasstepsto rlﻫGahead idintheStipisrictasnelayaftraytimeetbythsoｆｔ wa ｒ e),GＣcmnitorng．Iftheexooffinishngemsredthtikssdiｅe|h≦deadvale(deadvaluesetｙtesoftwar,Ａisnotut.fdvelldojsmosＩfthelseam-conditinign|≦SSF isacycleoinin—Ｆiracktoallowadjustmenof rolljintsｉthyttkpssureolttf|sSithFirackrｊointshationoｆSirolsm-ntonnyaconrolgicanddisｔiutonassigomnitortheuprecsou. sibutione lAording tＡoenmotorit,inttheauｒolligspeedwheackdeformatin zone l xthingf awig ｙer.４６ Monorutotillｙ dSuhnlisnachoieoopatis,logasteAGfutioninmongtlsysteminthespetiptickssdeviationaveragesterminewhetertheendofinput.Foreｘamplhnhfitplestiphicknessdevinavrageofabｓoluevern1mm,ntgＡGmtcｌgniothatisnwincontroloCtobe01mmr01mmonteasisofconrol.Ｏthwisrip—dutra-pooroftheoorwiltooog.Thisntinfcotierysignin e othe outer precisiptial satthendthｉblckcngunehattel—pateltr—poor isnot oThisfeature,dmonitorngfutonsofthe ameAGClocked, thonlｙdeithtcontoof Coautoticallｙwithouintｅoeully tmc orol sｙtemod。.６Suportrollbringoil fits sinFilmrolleargsspportitilthinessiwiththepreddocag,tevalue ofrlling sure tehｅRoththeinethepdincreasoitsａivalerolap,uptotechanges in mis20-0μtnlne rughcon Caof01to ie compeninlsnseda*Nm);

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:afilmthicsN oll d r / min; ﻫPa lg ue an;ﻫb:acontantrminkﻫ N,P emeasured mechal pressurelaw nge ttherlp andthenumbepemnsontemllnedm bcotnItmeasutmethdsesfoowsWhthe od=constan,cotantpsetousedindtsenhlefPdSusaeslikss。444.7s1mtｓnshgthendofhese—btnelayteftercllecgdtraopfe。①nshgeportsuderthegagetripeaddetctionavehnｅh*,byfiisathendofeo—stpthi,diｎnwiththepripofqlsndflowanｒktotereefterpsfeti；②eqinedbyebuncingofherackstipthicnsofthee ｘ ｐo ｒt ③lcuingthticsofthrckportsopoorverageh;rackiththethknessofportsfpoorvae,thentoneddtiteintothseelfinshingmilehehtuicallyrollｊinthti,hegapso01correction),othattepprｘimehikssflosTtinｅss

AGC orpriisAGCiptotthehducondtionshughon-scrnHＭfinishitheminopigommyoe tomntorlatｖorboluterAGＣAＧC,AGＣnrolcan betot,dpresuecanobe sdfAGCthrｔe sureontheＡC andmnoingiputtothAGCattesmｔimthesreotheAGClcuted olgoandreguiｏnoAGC roll jitsfspptionf lio,lnlsm tnssto ivtee.AGCworkgosmbation fbenhetable:ﻫ●"rtchoiosbolﻫ●formonitingＧCtheiyolbeehdirtionofrolliｎgkheea.中文译文）热轧带钢液压厚度控制技术的研究1997(17—24,27-０绪论是板最主要质量指标之一,纵向不均是影响产品质量一大障碍因此,连机一项重要课题就是自动（AutomａtGauｇeContr)简称ＡG自动发展到现阶段为直接数字计算机采用全下或短行加电动下作为执行机构.计算机不仅进行机辊缝预设定,并且作为一器算进行辊缝纵向厚一大采用AG几种方法提高系统快速响应来实现对各种干扰如坯入口辊,将更有利于提高精改善成品质量。产Th板厚波动的原因机机板因发动一,机板(动主要加产辊.机板动因机、机（机辊下辊、辊.,机动板动因,辊驱动电机机下响、轧加速度、轧制润滑（油）、弯辊力变化等等。此外穿带、抛尾时由于没有前方或后方张力用也会厚变动。再加上最近从实行热装、直接轧制、控制轧制等进一步节能观点来看精轧组入口厚有增厚倾向所以对自动厚度控制系统要求日益严格。仪精轧出口安装有两台测厚仪两台互为备用。当ＰSU通过Ｌ２级计算PSU出口厚度偏通过PLC309厚度偏过,后TＬEernet。度自动控制热轧轧精轧组HAGCAC、、A定AGC定功能以带厚度通精度产品厚度通一致性