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随着现代化工业技术的迅速发展,对带钢的品种、规格、质量和产量的要求日益提高。热连轧过程中活套控制是决定带钢厚度和宽度质量的关键技术,目前该技术在国内外都一直处于比较活跃的发展状况。
本文以板带热连轧活套支撑器的高度和张力控制为研究背景,指出了常规控制方法的不足,给出了多变量解耦控制策略,建立了一套针对热连轧机活套控制系统的完整解决方案。
首先在分析比较国内外近年来对于活套控制系统的各种控制方案及理论分析的基础上,提出了对于活套控制系统的高度和张力多变量耦合系统进行解耦。针对热连轧机的活套高度和张力控制系统,从活套支撑器的基本运动关系出发,给出了双输入双输出活套控制系统的传递函数,并推导出了在基准点附近的线性化数学模型,为多变量解耦控制奠定了基础。
传统的活套张力控制是一个开环前馈控制,前提是假定活套高度和张力二者没有耦合关系。但实际情况是二者有较强的耦合作用,因而传统活套高度和张力的单独控制方法不可能获得满意的效果。本文提出,在轧制进入稳态阶段后,应对耦合系统进行解耦控制,以消除两者的相互耦合而造成的高度波动和张力波动,使系统具有更优越的控制性能。仿真表明,解耦后当活套高度发生变化时,带钢张力所受影响比解耦前小得多,同样,解耦后当活套张力发生变化时,活套高度也可以很好地稳定在设定值,最大限度地提高活套高度和张力系统的控制精度,从而最大限度地减少活套高度和带钢张力之间的互相影响。本文给出了一种解耦方法—逆Nyquist频率响应法,利用Matlab的辅助设计功能设计系统的解耦控制器,通过仿真研究表明,解耦后的活套高度与张力的耦合性得到了很好的抑制。