双辊连铸机液压AGC系统研究

【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。