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双辊连铸机液压AGC系统研究

方华  
【摘要】: 板厚和板形精度是板带材的两大质量指标,随着轧制理论、控制理论的发展,以及它们在轧制过程中的应用,使得板带产品的厚度精度与板形指标有了很大的提高。板厚自动控制是板带轧制领域的两大关键技术之一,它直接关系到产品的质量和经济效益。双辊连铸薄带钢技术作为钢铁生产中短流程、低能耗的一项新技术,代表了今后钢铁工业的发展方向,因此,对其厚控系统进行理论分析和应用研究具有重要的现实意义。 本文在总结概括厚度自动控制技术基本现状和发展趋势的基础上,以实际技术应用为导向,对轧机厚度自动控制的基本原理进行了细致的研究,讨论了厚度自动控制的工艺基础理论,包括轧机的弹性方程、轧件的塑性方程、弹塑曲线图(P-H图)和厚差方程等。在此基础上讨论了AGC的基本方式:厚度AGC、压力AGC、前馈AGC、张力AGC、秒流量AGC,分析讨论了它们的特点及其各自适用范围,指出应根据轧机型式、产品精度要求,选择其中几种控制方式,构成轧机综合厚度自动控制系统。进一步研究了常用的几种压力AGC的控制模型:BISRA模型、解耦设定模型、厚度计模型、动态设定模型以及PID厚度计模型。通过对这些模型的分析,得到了它们各自的特点和动态响应特性,为选用AGC控制方式提供了理论基础。 根据以上的研究分析,结合设计要求和实际情况,把厚度自动控制理论应用于连铸机上,设计了双辊连铸机的液压AGC系统,包括液压系统和控制系统。液压系统采用阀控缸形式的电液位置伺服系统,用以准确、快速的控制压下位移,达到控制空载辊缝大小的目的,它是整个厚度自动控制系统的基础。控制系统采用两级计算机控制结构,即过程计算机系统(上位机)和基础自动化系统(下位机),两级系统分别完成各自的功能。控制策略采用压力和监控AGC结合的控制方式,以保证板厚精度。最后,根据液压AGC系统的构成,采用面向对象的建模方法,运用经典建模理论,建立了电液伺服控制系统的数学模型和方框图,并对其进行了动态特性分析。


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