603 四機(jī)架冷連軋機(jī)液壓輥縫控制系統(tǒng)研究

603 四機(jī)架冷連軋機(jī)液壓輥縫控制系統(tǒng)研究,機(jī)架,軋機(jī),液壓,控制系統(tǒng),研究,鉆研 遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 1論 文 題 目:四機(jī)架冷連軋機(jī)液壓輥縫控制系統(tǒng)研究論文英文題目: Study On Hydraulic Gap Control System for Cold Tandem Mill中 文 摘 要液 壓 輥 縫 控 制 技 術(shù) 是 軋 鋼 不 可 缺 少 的 關(guān) 鍵 技 術(shù) 之 一 ， 其 控 制 效 果 直接 影 響 到 產(chǎn) 品 的 精 度 ， 因 此 ， 對 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 研 究 具 有 重 要 的 理論 及 實 際 意 義 。 消 化 和 吸 收 了 本 鋼 冷 軋 廠 引 進(jìn) 的 1676mm 四 輥 冷 連 軋 機(jī)的 部 分 關(guān) 鍵 技 術(shù) ， 對 整 個 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 建 立 了 結(jié) 構(gòu) 模 型 并 主 要 對 偏 心補(bǔ) 償 進(jìn) 行 了 分 析 。 液 壓 壓 下 系 統(tǒng) 是 液 壓 輥 縫 控 制 的 最 重 要 的 組 成 部 分 ， 對工 作 在 位 置 控 制 方 式 下 的 液 壓 壓 下 系 統(tǒng) 建 立 了 數(shù) 學(xué) 模 型 ， 并 采 用 了 BP神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) PID 對 其 進(jìn) 行 控 制 ， 改 善 了 系 統(tǒng) 的 動 態(tài) 特 性 。 通 過 改 變 控 制 器 的參 數(shù) 實 現(xiàn) 了 系 統(tǒng) 的 在 線 調(diào) 節(jié) ， 從 理 論 上 證 明 了 能 夠 有 效 地 抑 制 一 機(jī) 架 出 口厚 度 的 波 動 。 為 以 后 系 統(tǒng) 的 優(yōu) 化 設(shè) 計 和 控 制 系 統(tǒng) 的 性 能 研 究 打 下 了 基 礎(chǔ) 。關(guān) 鍵 詞 ： 液 壓 壓 下 ； 動 態(tài) 特 性 ； 位 置 控 制 ； 輥 縫 ； BP 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò)遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 2AbstractHydraulic roll gap control technology is one of the key techniques used in modern rolling mill, the effect of which has impact influence on the accuracy of the product. Studying hydraulic roll gap control system has important theoretical and practical significance. Digested and assimilated part of equipment and technology introduced by cold rolling sheet plant of Benxi iron and steel company and analyzed eccentricity compensation. Structure model of the whole hydraulic gap control system was established. Hydraulic screw down system is the most important part of hydraulic roll gap control. Researched on hydraulic screw down system of a cold rolling sheet plant, established mathematical models of every part of hydraulic screw down under position control and control it by BP neural network firstly. Improve dynamic characteristics of the system. A foundation laid down for optimum design of the system and research on the capability of the control system.Keyword: hydraulic screw down; dynamic characteristics; position control; roll gap； BP neural network; 遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 31 緒 論1.1 引 言21 世 紀(jì) 世 界 鋼 鐵 工 業(yè) 發(fā) 展 的 一 個 顯 著 特 點 是 鋼 材 市 場 競 爭 愈 演 愈 烈 ，競 爭 的 焦 點 是 鋼 材 的 質(zhì) 量 高 而 成 本 低 。 隨 著 國 民 經(jīng) 濟(jì) 的 高 速 發(fā) 展 ， 科 學(xué) 技術(shù) 的 不 斷 進(jìn) 步 ， 汽 車 、 機(jī) 械 制 造 、 電 器 和 電 子 行 業(yè) 對 板 材 及 帶 材 的 質(zhì) 量 提出 了 更 高 的 要 求 。 板 厚 精 度 是 板 帶 材 的 兩 大 質(zhì) 量 指 標(biāo) 之 一 ， 板 厚 控 制 是 板帶 軋 制 領(lǐng) 域 里 的 兩 大 關(guān) 鍵 技 術(shù) 之 一 [1]。 我 國 近 年 來 從 發(fā) 達(dá) 國 家 引 進(jìn) 的 一些 大 型 的 現(xiàn) 代 化 的 板 帶 軋 機(jī) ， 其 關(guān) 鍵 技 術(shù) 是 高 精 度 的 液 壓 板 厚 控 制 和 板 形控 制 。 板 厚 精 度 關(guān) 系 到 金 屬 的 節(jié) 約 、 構(gòu) 件 的 重 量 以 及 強(qiáng) 度 等 使 用 性 能 ， 為了 獲 得 高 精 度 的 產(chǎn) 品 厚 度 ， 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 必 須 具 有 高 精 度 的 壓 下 調(diào) 節(jié)系 統(tǒng) 及 控 制 系 統(tǒng) 的 支 持 。 液 壓 輥 縫 自 動 控 制 是 AGC（ 自 動 厚 度 控 制 ） 系統(tǒng) 的 重 要 組 成 部 分 ， 其 目 的 是 獲 得 板 帶 材 縱 向 厚 度 的 均 勻 性 和 保 證 較 高 的厚 度 精 度 ， 從 而 生 產(chǎn) 出 合 格 產(chǎn) 品 。 目 前 ， 液 壓 輥 縫 自 動 控 制 已 成 為 現(xiàn) 代化 板 帶 生 產(chǎn) 中 不 可 缺 少 的 組 成 部 分 ， 其 運 行 狀 態(tài) 的 優(yōu) 劣 對 軋 制 產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量和 產(chǎn) 量 具 有 重 大 影 響 [2]。各 行 各 業(yè) 對 板 帶 材 厚 度 精 度 的 要 求 越 來 越 高 ， 對 軋 機(jī) 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng)的 控 制 要 求 也 隨 之 越 來 越 高 。 在 實 際 軋 制 過 程 中 ， 影 響 軋 后 帶 材 厚 度 精 度的 因 素 很 多 ， 分 析 系 統(tǒng) 參 數(shù) 變 化 對 軋 制 厚 度 及 系 統(tǒng) 品 質(zhì) 的 影 響 ， 可 為 系 統(tǒng)的 優(yōu) 化 設(shè) 計 及 對 軋 制 過 程 的 參 數(shù) 設(shè) 定 提 供 基 礎(chǔ) 。 由 于 冷 連 軋 機(jī) 無 法 停 產(chǎn)做 實 驗 （ 1676mm 冷 軋 機(jī) 停 產(chǎn) 一 天 的 損 失 就 會 將 近 二 千 萬 元 ） ， 因 此 有必 要 借 助 計 算 機(jī) 手 段 ， 對 影 響 其 厚 度 精 度 的 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 仿真 ， 以 便 了 解 這 些 因 素 對 板 厚 精 度 影 響 的 規(guī) 律 ， 提 出 消 除 或 減 小 該 影 響 的方 案 。在 板 帶 材 工 業(yè) 加 工 過 程 中 ， 生 產(chǎn) 的 速 度 越 來 越 快 ， 要 求 的 效 率 也 越 來越 高 ， 因 而 要 求 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 能 在 最 短 的 時 間 內(nèi) 達(dá) 到 給 定 的 目 標(biāo) 。 這也 就 要 求 保 證 兩 點 ： 一 是 控 制 模 型 的 準(zhǔn) 確 性 和 合 理 性 ； 二 是 液 壓 壓 下 的 快遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 4速 性 [3]。 因 此 ， 必 須 對 液 壓 輥 縫 控 制 的 控 制 算 法 和 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 進(jìn) 一 步 的研 究 ， 以 選 擇 最 適 合 某 套 軋 機(jī) 的 控 制 模 型 和 提 高 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 的 反 應(yīng) 能 力 。 板帶 材 幾 何 尺 寸 包 括 縱 向 厚 差 ， 橫 向 厚 差 和 板 形 。 縱 向 厚 差 是 指 以 板 寬 中 點處 沿 軋 制 方 向 的 厚 度 之 差 ； 橫 向 厚 差 是 指 板 帶 材 同 一 橫 斷 面 上 ， 中 點 與 邊部 的 厚 度 之 差 ， 板 形 直 觀 上 講 是 指 板 帶 材 的 翹 曲 程 度 ， 實 質(zhì) 是 指 板 帶 材 內(nèi)部 殘 余 應(yīng) 力 沿 橫 向 的 分 布 [4]。 本 文 以 帶 材 縱 向 厚 差 的 控 制 方 式 為 主 要 研 究內(nèi) 容 。1.2 板 帶 軋 機(jī) 厚 度 控 制 技 術(shù) 的 發(fā) 展 及 研 究 現(xiàn) 狀板 帶 軋 機(jī) 厚 度 控 制 從 軋 機(jī) 誕 生 起 ， 直 到 由 計 算 機(jī) 完 成 各 種 復(fù) 雜 功 能 的控 制 ， 其 發(fā) 展 過 程 是 隨 著 對 板 帶 材 尺 寸 精 度 要 求 越 來 越 高 而 相 應(yīng) 發(fā) 展 起 來的 ， 板 帶 軋 機(jī) 厚 度 控 制 的 發(fā) 展 大 致 可 分 為 以 下 幾 個 階 段 [3]。第 一 階 段 是 上 世 紀(jì) 30 年 代 以 前 的 人 工 操 作 階 段 。 這 一 階 段 的 軋 機(jī) 裝機(jī) 水 平 較 低 ， 厚 度 控 制 是 以 手 動 壓 下 或 簡 單 的 電 動 壓 下 移 動 輥 縫 方 式 為 主 。單 回 路 調(diào) 節(jié) 的 自 動 控 制 理 論 尚 未 應(yīng) 用 于 控 制 軋 機(jī) 這 類 較 復(fù) 雜 的 機(jī) 器 ， 相 應(yīng)該 階 段 的 厚 度 控 制 尚 未 形 成 自 動 控 制 。第 二 階 段 是 上 世 紀(jì) 30 年 代 到 60 年 代 的 常 規(guī) 自 動 調(diào) 整 階 段 。 軋 制 理論 從 以 力 學(xué) 為 基 礎(chǔ) 研 究 軋 件 變 形 規(guī) 律 ， 進(jìn) 入 以 力 學(xué) 和 控 制 論 為 基 礎(chǔ) 的 軋 件與 軋 機(jī) 互 相 作 用 變 形 規(guī) 律 統(tǒng) 一 研 究 。 該 階 段 中 軋 制 理 論 的 發(fā) 展 和 完 善 為 板帶 軋 機(jī) 的 厚 度 控 制 奠 定 了 基 礎(chǔ) ， 同 時 ， 隨 著 自 動 調(diào) 節(jié) 理 論 和 技 術(shù) 的 發(fā) 展 并逐 步 應(yīng) 用 于 軋 制 過 程 ， 使 軋 機(jī) 的 控 制 步 入 了 常 規(guī) 模 擬 式 調(diào) 節(jié) 的 自 動 控 制 階段 。 單 回 路 的 各 種 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 不 斷 涌 現(xiàn) ， 這 些 自 動 調(diào) 整 系 統(tǒng) 的 實 現(xiàn) ， 為 完 善板 帶 軋 機(jī) 的 厚 度 控 制 提 供 了 先 決 條 件 。上 世 紀(jì) 七 十 年 代 以 前 ， 一 直 采 用 的 是 電 動 壓 下 技 術(shù) ， 反 應(yīng) 的 滯 后 性 是其 最 主 要 的 缺 點 ， 對 板 厚 控 制 的 精 度 有 很 大 的 影 響 。 從 七 十 年 代 起 ， 液 壓厚 控 技 術(shù) (HAGC)的 應(yīng) 用 ， 使 板 厚 控 制 技 術(shù) 產(chǎn) 生 了 重 大 變 革 。 液 壓 AGC的 響 應(yīng) 速 度 比 電 動 AGC 快 2 個 數(shù) 量 級 以 上 ， 因 此 ， 使 AGC 的 內(nèi) 環(huán) 執(zhí) 行機(jī) 構(gòu) 幾 乎 可 以 近 似 為 一 個 比 例 環(huán) 節(jié) (相 對 于 AGC 的 響 應(yīng) 速 度 )， 以 實 現(xiàn)遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 5變 等 效 剛 度 的 控 制 效 果 。 由 于 液 壓 技 術(shù) 與 計 算 機(jī) 技 術(shù) 的 結(jié) 合 ， 使 這 一 階 段的 板 厚 控 制 技 術(shù) 大 大 地 向 前 邁 進(jìn) 了 一 步 。在 20 世 紀(jì) 最 后 的 十 年 ， 世 界 軋 鋼 技 術(shù) 發(fā) 展 迅 速 ， 軋 鋼 生 產(chǎn) 實 現(xiàn) 了 高 度的 自 動 化 、 連 續(xù) 化 和 高 精 度 化 。 由 于 對 冷 軋 薄 板 質(zhì) 量 的 要 求 越 來 越 嚴(yán) ， 因此 計 算 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 已 是 冷 軋 不 可 缺 少 的 組 成 部 分 。 隨 著 液 壓 控 制 系 統(tǒng) 的 廣泛 應(yīng) 用 加 上 全 部 控 制 都 將 作 用 于 軋 輥 ——軋 件 形 成 的 變 形 區(qū) ， 因 此 冷 軋自 動 控 制 系 統(tǒng) 需 滿 足 下 列 兩 個 要 求 ： 一 是 高 速 控 制 ， 二 是 高 速 通 訊 。 這 個“二 高 ”的 特 點 決 定 了 控 制 系 統(tǒng) 應(yīng) 是 “快 速 ”分 布 式 計 算 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 。各 鋼 鐵 企 業(yè) 都 加 快 了 薄 板 生 產(chǎn) 線 改 造 和 建 設(shè) 的 步 伐 。近 些 年 來 ， 為 進(jìn) 一 步 提 高 冷 連 軋 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ， 廣 泛 采 用 成 品 帶 鋼 凸 度 測量 儀 (沿 帶 寬 多 點 X 射 線 源 及 矩 陣 式 接 收 ， 以 獲 得 沿 寬 度 方 向 的 厚 度 分 布 )和 帶 鋼 激 光 測 速 儀 。 激 光 測 速 儀 的 使 用 為 流 量 AGC 的 發(fā) 展 創(chuàng) 造 了 條 件 。近 年 來 ， 國 內(nèi) 外 在 板 形 和 板 厚 等 控 制 技 術(shù) 方 面 取 得 了 許 多 新 的 進(jìn) 展 ，大 大 提 高 了 板 帶 材 的 幾 何 尺 寸 精 度 。 伴 隨 著 軋 制 產(chǎn) 品 尺 寸 精 度 的 提 高 ， 經(jīng)濟(jì) 效 益 也 會 大 幅 度 上 升 。 因 此 ， 從 20 世 紀(jì) 60-70 年 代 完 成 了 軋 鋼 設(shè) 備 的大 型 化 、 高 速 化 、 連 續(xù) 化 和 自 動 化 后 ， 80 年 代 以 來 ， 軋 制 技 術(shù) 發(fā) 展 的 主要 目 標(biāo) 是 提 高 軋 制 精 度 、 性 能 、 擴(kuò) 大 品 種 ， 降 耗 增 效 ， 并 進(jìn) 一 步 擴(kuò) 大 連 續(xù)化 范 圍 。 通 過 對 軋 制 過 程 控 制 計 算 機(jī) 的 高 精 度 設(shè) 定 和 基 礎(chǔ) 自 動 化 的 自 動 輥縫 控 制 系 統(tǒng) 的 改 進(jìn) ， 厚 度 精 度 已 經(jīng) 達(dá) 到 了 很 高 的 水 平 ?；?顧 我 國 冷 軋 已 應(yīng) 用 的 厚 度 控 制 系 統(tǒng) ， 可 歸 納 為 3 種 基 本 類 型 [5]。(1)用 測 厚 儀 信 號 反 饋 控 制 軋 機(jī) 壓 下 或 軋 機(jī) 入 口 側(cè) 帶 鋼 張 力 的AGC(Automatic Gauge Control)系 統(tǒng) 。 70 年 代 ， 厚 度 控 制 系 統(tǒng) 大 多 是 這 類系 統(tǒng) ， 而 且 是 模 擬 線 路 。 按 軋 機(jī) 出 口 側(cè) 測 厚 儀 測 出 的 帶 鋼 實 際 偏 差 信 號 反饋 控 制 ， 大 偏 差 或 被 軋 帶 鋼 厚 度 大 于 等 于 0.4mm 時 ， 按 偏 差 信 號 大 小 去移 動 壓 下 位 置 ， 改 變 輥 縫 ， 以 減 小 厚 度 偏 差 ， 即 所 謂 粗 調(diào) ； 在 小 偏 差 或 被軋 帶 鋼 厚 度 小 于 0.4mm 時 ， 則 調(diào) 節(jié) 軋 機(jī) 入 口 側(cè) 帶 鋼 張 力 ， 進(jìn) 一 步 減 小 厚 度遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 6偏 差 ， 即 所 謂 精 調(diào) 。 我 國 早 期 的 AGC 系 統(tǒng) 調(diào) 節(jié) 壓 下 裝 置 的 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 是 電動 的 ， 因 電 動 壓 下 響 應(yīng) 慢 及 非 線 性 等 缺 點 ， 逐 漸 被 液 壓 壓 下 機(jī) 構(gòu) 代 替 。 隨著 軋 制 速 度 和 自 動 化 程 度 的 提 高 ， 為 了 更 有 效 地 控 制 帶 鋼 縱 向 厚 度 精 度 ，提 高 成 品 帶 鋼 質(zhì) 量 ， 液 壓 壓 下 已 成 為 壓 下 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 方 向 。 其 主 要 優(yōu) 點 [6]：1） 慣 性 小 、 反 應(yīng) 快 、 截 止 頻 率 高 ， 系 統(tǒng) 對 外 來 干 擾 跟 隨 性 好 ， 調(diào) 節(jié) 精度 高 。2） 對 軋 輥 偏 心 引 起 的 輥 縫 發(fā) 生 高 頻 周 期 變 化 的 干 擾 能 進(jìn) 行 有 效 清 除 。3） 可 實 現(xiàn) 軋 機(jī) 剛 度 系 數(shù) 調(diào) 節(jié) ， 可 依 據(jù) 不 同 的 軋 制 條 件 選 擇 不 同 的 剛 度系 數(shù) 獲 得 更 高 的 成 品 質(zhì) 量 。(2)采 用 前 饋 控 制 和 測 厚 儀 信 號 反 饋 控 制 軋 機(jī) 壓 下 或 軋 機(jī) 入 口 側(cè) 帶 鋼張 力 的 AGC 系 統(tǒng) 。 將 上 述 AGC 系 統(tǒng) 數(shù) 字 化 ， 并 增 加 前 饋 控 制 回 路 就 構(gòu) 成這 類 AGC 系 統(tǒng) 。 前 饋 控 制 是 當(dāng) 軋 機(jī) 入 口 側(cè) 有 厚 度 偏 差 的 帶 鋼 進(jìn) 入 軋 輥 時 ，立 即 調(diào) 節(jié) 被 控 機(jī) 架 壓 下 位 置 ， 將 入 口 帶 鋼 厚 度 偏 差 消 除 的 一 種 控 制 策 略 。方 法 是 將 軋 機(jī) 入 口 側(cè) 測 厚 儀 至 軋 輥 中 心 的 距 離 分 成 若 干 整 數(shù) 段 ， 把 經(jīng) 過 入口 側(cè) 測 厚 儀 的 每 段 帶 鋼 厚 度 順 序 存 入 移 位 寄 存 器 中 ， 寄 存 器 按 FIFO 方式 工 作 ， 當(dāng) 寄 存 器 輸 出 的 帶 鋼 段 進(jìn) 入 軋 輥 時 ， 系 統(tǒng) 按 該 段 厚 度 偏 差 值 調(diào) 整壓 下 ， 以 消 除 進(jìn) 入 軋 機(jī) 的 帶 鋼 厚 度 偏 差 。 這 種 控 制 方 式 消 除 了 帶 坯 縱 向 厚度 不 均 或 硬 度 波 動 產(chǎn) 生 的 厚 差 較 大 的 缺 點 。 但 其 余 的 缺 點 仍 然 存 在 。(3)采 用 前 饋 控 制 、 壓 力 反 饋 控 制 和 監(jiān) 控 的 AGC 系 統(tǒng) 。 80 年 代 ，利 用 現(xiàn) 代 控 制 理 論 、 電 子 技 術(shù) 與 計 算 機(jī) 技 術(shù) 新 成 就 ， 對 上 述 2 類 AGC系 統(tǒng) 進(jìn) 一 步 加 以 改 造 ， 其 主 要 特 點 是 使 用 軋 機(jī) 彈 跳 方 程 計 算 軋 后 帶 鋼 厚 度作 為 實 測 厚 度 ， 與 設(shè) 定 厚 度 或 鎖 定 厚 度 相 減 ， 其 差 為 檢 測 的 厚 度 偏 差 值 ，經(jīng) 過 轉(zhuǎn) 換 后 用 于 壓 下 調(diào) 節(jié) 。 這 樣 就 不 存 在 軋 輥 中 心 到 測 厚 儀 的 傳 輸 滯 后 時間 了 ， 從 而 提 高 了 系 統(tǒng) 性 能 ， 獲 得 普 遍 應(yīng) 用 。 即 GM-AGC 或BisraAGC。 再 加 上 監(jiān) 控 AGC 控 制 ， 消 除 了 低 頻 干 擾 （ 如 軋 輥 磨 損 、 軋 輥熱 膨 脹 等 ） 因 素 的 影 響 。遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 7數(shù) 字 化 或 計 算 機(jī) 控 制 ， 加 上 一 些 新 的 控 制 算 法 ， 使 這 類 AGC 系 統(tǒng)性 能 獲 得 進(jìn) 一 步 的 提 高 ， 例 如 成 品 厚 度 為 0.8mm 的 汽 車 板 ， 其 厚 度 偏 差范 圍 為 (0.04--0.08mm)， 可 稱 之 為 毫 米 級 厚 度 偏 差 。 如 欲 進(jìn) 一 步 把 帶 鋼?厚 度 偏 差 減 小 到 幾 個 ， 用 這 類 AGC 系 統(tǒng) 是 做 不 到 的 ， 因 為 GM-AGC?計 算 帶 鋼 厚 度 是 建 立 在 各 種 補(bǔ) 償 基 礎(chǔ) 上 按 軋 制 壓 力 計 算 的 ， 要 精 確 計 算 所用 補(bǔ) 償 參 數(shù) 很 難 ， 甚 至 不 可 能 。 確 定 在 各 種 軋 鋼 狀 態(tài) 下 所 需 各 變 量 的 補(bǔ) 償量 是 一 件 復(fù) 雜 的 事 情 ， 通 常 要 用 復(fù) 雜 的 數(shù) 學(xué) 模 型 計 算 ， 或 用 事 先 存 入 計 算機(jī) 里 的 表 格 數(shù) 據(jù) (圖 形 曲 線 表 格 化 )， 精 度 不 可 能 高 ， 這 是 影 響 GM-AGC 控 制 精 度 的 主 要 原 因 。 例 如 用 這 種 系 統(tǒng) 生 產(chǎn) 易 拉 罐 用 帶 鋼 就 很 困 難 ，為 此 ， 必 須 使 用 控 制 精 度 更 高 的 系 統(tǒng) 。 可 控 制 帶 鋼 厚 度 偏 差 達(dá) 到AGC?成 品 厚 度 的 （ 幾 個 ） 之 內(nèi) ， 這 種 系 統(tǒng) 的 核 心 技 術(shù) 是 質(zhì) 量 流 量 控 制1%?m（ MFC） 。 在 我 國 ， 裝 備 較 先 進(jìn) 的 現(xiàn) 代 化 寬 帶 冷 軋 機(jī) 及 控 制 系 統(tǒng) 基 本 上 都 是引 進(jìn) 設(shè) 備 ， 其 中 的 許 多 理 論 問 題 以 及 所 采 用 的 先 進(jìn) 技 術(shù) ， 尚 待 進(jìn) 一 步 消 化研 究 。 而 自 行 研 制 的 軋 機(jī) ， 技 術(shù) 含 量 不 高 ， 生 產(chǎn) 出 的 產(chǎn) 品 競 爭 力 不 強(qiáng) ， 每年 尚 需 要 進(jìn) 口 大 量 的 高 精 度 板 帶 產(chǎn) 品 。 尤 其 國 內(nèi) 許 多 臺 套 的 板 帶 軋 機(jī)生 產(chǎn) 狀 況 ， 尚 不 令 人 滿 意 ， 厚 度 精 度 急 待 提 高 。 對 這 些 軋 機(jī) 實 施 改 造 ， 許多 理 論 和 技 術(shù) 上 的 問 題 還 有 待 研 究 。1.3 本 課 題 研 究 的 意 義本 課 題 是 與 本 鋼 冷 軋 廠 的 合 作 項 目 《 引 進(jìn) 設(shè) 備 消 化 研 究 與 技 術(shù) 服 務(wù) 協(xié)議 》 的 子 題 課 的 延 伸 ， 主 要 是 對 其 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 的 的 控 制 算 法 進(jìn) 行 研究 。 本 鋼 冷 軋 廠 是 一 個 具 有 現(xiàn) 代 化 生 產(chǎn) 能 力 的 大 型 國 有 企 業(yè) ， 目 前 冷 軋廠 已 投 產(chǎn) 近 十 年 ， 部 分 設(shè) 備 工 藝 落 后 、 劣 化 嚴(yán) 重 、 故 障 頻 繁 ， 對 正 常 的 生產(chǎn) 構(gòu) 成 嚴(yán) 重 威 脅 。 軋 機(jī) 能 否 發(fā) 揮 出 先 進(jìn) 設(shè) 備 的 能 力 ， 關(guān) 鍵 在 于 對 引 進(jìn) 技 術(shù)的 消 化 、 掌 握 。 為 改 善 設(shè) 備 狀 況 ， 發(fā) 揮 出 先 進(jìn) 設(shè) 備 的 能 力 ， 改 善 冷 軋 薄 板的 精 度 ， 必 須 對 軋 機(jī) 的 厚 度 控 制 等 進(jìn) 行 改 造 。 由 于 本 鋼 軋 機(jī) 的 設(shè) 備 及 控 制系 統(tǒng) 為 克 萊 西 姆 公 司 和 奧 鋼 聯(lián) 的 設(shè) 備 ， 其 關(guān) 鍵 的 技 術(shù) 為 公 司 秘 密 ， 不 提 供核 心 技 術(shù) 。 因 此 ， 必 須 對 引 進(jìn) 的 設(shè) 備 和 技 術(shù) 進(jìn) 行 消 化 和 吸 收 。 本 課 題 就 是遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 8對 軋 機(jī) 的 液 壓 輥 縫 控 制 部 分 的 消 化 吸 收 和 改 進(jìn) ， 研 究 本 鋼 1676mm 軋 機(jī)液 壓 輥 縫 控 制 的 補(bǔ) 償 算 法 及 其 控 制 方 法 的 選 擇 。 目 前 國 內(nèi) 外 對 輥 縫 控 制 的動 態(tài) 性 能 的 研 究 尚 顯 不 足 ， 對 其 進(jìn) 行 研 究 有 著 重 要 的 實 際 意 義 。遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 92 板 厚 控 制 基 本 理 論 及 本 鋼 1676mm 軋 機(jī) HGC 系 統(tǒng) 簡 介2.1 厚 度 控 制 簡 介 [7][8][9]軋 制 時 軋 機(jī) 和 軋 件 的 狀 態(tài) 如 圖 2-1 所 示 ， AGC(自 動 厚 度 控 制 )系 統(tǒng)主 要 以 軋 機(jī) 壓 下 裝 置 作 為 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) ， 控 制 軋 機(jī) 出 口 的 軋 件 厚 度 （ 簡 稱 為 軋件 出 口 厚 度 或 出 口 厚 度 ） h， 使 其 達(dá) 到 或 逼 近 軋 件 的 目 標(biāo) （ 基 準(zhǔn) ） 厚 度 。2.1.1 軋 機(jī) 彈 性 變 形 與 軋 件 塑 性 曲 線 軋 制 時 發(fā) 生 的 基 本 現(xiàn) 象 是 軋 機(jī) 的 彈 性 變 形 和 軋 件 的 塑 性 變 形 ， 如 圖 2-2所 示 。圖 中 H——入 口 厚 度 ； S0——空 載 輥 縫 ； ——實 際 輥 縫 ；1Sh——出 口 厚 度 ； F——軋 制 力圖 2-1 軋 機(jī) 與 軋 件 示 意 圖圖 2-2 軋制過程中的基本現(xiàn)象遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 10圖 2-3 F—h 圖2.1.1.1 機(jī) 座 的 彈 性 變 形軋 制 時 ， 在 軋 制 壓 力 的 作 用 下 ， 軋 機(jī) 工 作 機(jī) 座 （ 軋 輥 及 其 軸 承 、 壓 下 裝置 和 機(jī) 架 等 ） 產(chǎn) 生 一 定 量 的 彈 性 變 形 ， 工 作 機(jī) 座 的 總 變 形 量 很 大 ， 工 作機(jī) 座 的 彈 性 變 形 將 影 響 軋 輥 的 開 口 度 和 輥 型 ， 從 而 對 軋 制 產(chǎn) 品 的 精 度 造 成影 響 。機(jī) 座 的 彈 性 變 形 與 軋 制 壓 力 有 關(guān) 。 在 軋 制 壓 力 較 小 時 ， 機(jī) 座 彈 性 變 形 與軋 制 壓 力 成 非 線 性 關(guān) 系 ， 這 是 由 于 機(jī) 座 各 零 件 之 間 的 接 觸 面 凸 凹 不 平 和 軋輥 的 非 線 性 接 觸 變 形 造 成 的 ， 當(dāng) 軋 制 力 達(dá) 到 一 定 數(shù) 值 后 ， 機(jī) 座 彈 性 形 變曲 線 與 軋 制 壓 力 就 成 線 性 關(guān) 系 。 機(jī) 座 彈 性 變 形 曲 線 （ 圖 2-3） 直 線 段 的斜 率 ， 稱 為 機(jī) 座 的 縱 向 剛 度 系 數(shù) ， 可 用 下 式 表 示 ： …………………………………（ 2-1）M??式 中 — 軋 機(jī) 的 縱 向 剛 度 ；— 軋 制 壓 力 的 變 化 量 ；F?— 彈 性 變 形 的 變 化 量 。h軋 機(jī) 在 外 力 F 的 作 用 下 ， 產(chǎn) 生 彈 性 變 形 （ h- ） ， 依 HOOK 定 律 ：0S)(0ShM??遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 11上 式 變 形 得 ：………………………………………（ 2-2）MFSh??0即 機(jī) 座 的 彈 跳 方 程 ， 它 表 示 了 軋 制 厚 度 、 空 載 輥 縫 、 軋 制 壓 力 和 軋機(jī) 縱 向 剛 度 之 間 的 關(guān) 系 ， 是 軋 機(jī) 厚 度 自 動 控 制 系 統(tǒng) 中 的 一 個 基 本 方 程 。由 于 機(jī) 座 各 零 件 間 的 非 線 性 接 觸 變 形 不 穩(wěn) 定 ， 每 次 換 輥 之 后 都 有 變 化 ，故 彈 跳 曲 線 的 非 直 線 部 分 經(jīng) 常 是 變 化 的 ， 因 此 式 （ 2-2） 很 難 在 實 際 中應(yīng) 用 。 在 實 際 生 產(chǎn) 中 ， 為 了 消 除 上 述 不 穩(wěn) 定 和 非 直 線 段 的 影 響 ， 先 將 軋 輥預(yù) 壓 靠 到 一 定 的 壓 力 F0， 并 將 此 時 的 軋 輥 輥 縫 指 示 器 讀 數(shù) 設(shè) 為 零 ， 稱 為 人工 零 位 。 所 謂 預(yù) 壓 靠 就 是 在 空 載 情 況 下 ， 使 軋 輥 壓 靠 到 一 較 大 軋 制 力 ， 把此 時 的 輥 縫 位 置 定 為 輥 縫 的 參 考 零 點 。 這 樣 做 既 避 免 了 軋 制 力 較 小 時 輥 縫非 線 性 影 響 ， 又 解 決 了 難 以 確 定 輥 縫 實 際 零 點 的 問 題 。預(yù) 壓 靠 時 各 相 關(guān) 物 理 量 的 對 應(yīng) 關(guān) 系 如 圖 2-4 所 示 。圖 中 —預(yù) 壓 靠 軋 制 力 ；fF— 相 對 實 際 位 置 零 點 的 空 載 輥 縫 （ 把 軋 機(jī) 的 特 性0ffSM??曲 線 近 似 為 直 線 ） 。圖 2-4 預(yù)壓靠時各相關(guān)物理量的對應(yīng)關(guān)系遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 12由 圖 2-4 可 推 導(dǎo) 出 ：………………(2-3)000f ff fFFhSSMM??????式 2-3 就 是 實 用 形 式 的 軋 機(jī) 彈 跳 方 程 。 由 于 式 2-2 和 2-3 式 等 價 ，所 以 在 分 析 液 壓 輥 縫 和 厚 度 控 制 的 原 理 ， 確 定 控 制 算 法 時 ， 可 對 預(yù) 壓 靠 后參 考 零 點 以 上 的 線 性 部 分 進(jìn) 行 分 析 ， 所 以 仍 可 用 2-2 式 所 表 示 的 基 本 形式 的 軋 機(jī) 彈 跳 方 程 。2.1.1.2 軋 件 的 塑 性 變 形在 一 定 的 軋 件 寬 度 和 軋 輥 半 徑 條 件 下 ， 軋 制 壓 力 實 際 上 是 軋 件 厚 度 、 張力 、 摩 擦 系 數(shù) 和 軋 件 變 形 抗 力 等 因 素 的 函 數(shù) ， 軋 制 壓 力 與 軋 后 軋 件 厚 度 的關(guān) 系 稱 為 軋 件 的 塑 性 變 形 曲 線 。 以 軋 件 為 對 象 可 得 到 軋 制 力 方 程 ： ……………………………………………（ 2-4）(,,)esFfHhTRB?式 中 ， Te、 Ts 分 別 為 入 口 和 出 口 張 力 ； R 為 軋 輥 半 徑 ； B 為 帶 鋼 寬 度 。在 軋 制 力 F 和 出 口 厚 度 h 以 外 的 各 變 量 一 定 的 情 況 下 ， 可 畫 出 F隨 h 變 化 的 曲 線 。 把 軋 機(jī) 彈 性 曲 線 和 軋 件 塑 性 曲 線 畫 在 同 一 坐 標(biāo) 平 面 上 得到 的 幾 何 圖 形 稱 為 F-h 圖 ， 如 圖 2-3 所 示 。軋 件 的 一 個 重 要 參 數(shù) 是 軋 件 塑 性 系 數(shù) ， 即 ： 使 軋 件 產(chǎn) 生 單 位 壓 塑 所 需 軋制 力 。 用 Q 表 示 軋 件 塑 性 系 數(shù) ， 則(,)fHh???A可 見 ， 軋 件 的 塑 性 系 數(shù) 為 軋 件 塑 性 曲 線 的 斜 率 。2.2 影 響 軋 件 厚 度 波 動 的 因 素由 軋 機(jī) F-h 圖 可 見 ， 一 切 影 響 彈 塑 性 變 形 曲 線 交 點 位 置 的 因 素 都 將 影響 軋 件 的 出 口 厚 度 。 具 體 地 說 ， 軋 件 的 出 口 厚 度 主 要 取 決 于 空 載 輥 縫 、 軋機(jī) 剛 度 、 軋 件 入 口 厚 度 、 軋 件 變 形 抗 力 、 軸 承 油 膜 厚 度 、 軋 輥 偏 心 等 因 素 。利 用 F-h 圖 可 以 形 象 分 析 這 些 因 素 造 成 帶 材 出 口 厚 差 的 原 因 和 修 正 方 法 。遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 13（ 1） 空 載 輥 縫 設(shè) 置 的 影 響 軋 輥 的 偏 心 、 磨 損 和 熱 膨 脹 等 會 使 實 際 空載 發(fā) 生 變 化 ， 使 軋 件 出 口 厚 度 產(chǎn) 生 波 動 。 如 圖 2-5 所 示 ， 當(dāng) 空 載 輥 縫0S變 化 到 或 時 ， 彈 跳 曲 線 位 置 將 由 A 平 移 到 A1 或 A2， 當(dāng) 軋 機(jī) 達(dá) 到012S新 的 平 衡 時 ， 軋 制 力 增 加 或 降 低 到 或 ， 而 軋 件 出 口 厚 度 變 化 到1F2或 。1h2(2) 軋 機(jī) 剛 度 的 影 響 軋 機(jī) 剛 度 的 變 化 相 當(dāng) 于 曲 線 A 的 斜 率 發(fā) 生 變化 。 如 圖 2-6 所 示 ， 增 大 軋 機(jī) 剛 度 如 同 增 大 曲 線 A 的 斜 率 ， 軋 機(jī) 的 彈 性變 形 量 減 小 。 當(dāng) 軋 機(jī) 達(dá) 到 新 的 平 衡 點 時 ， 軋 制 力 增 大 到 F， 而 軋 件 出 口厚 度 卻 降 至 。 可 見 ， 提 高 軋 機(jī) 剛 度 有 利 于 軋 出 更 薄 的 板 帶 材 。1h(3) 軋 件 入 口 厚 度 的 影 響 來 料 厚 度 增 大 ， 則 塑 性 曲 線 B 向 右 平 移 ，軋 制 壓 力 增 大 ， 導(dǎo) 致 軋 件 的 出 口 厚 度 增 大 到 ， 如 圖 2-7 所 示 。1h(4)軋 件 變 形 抗 力 的 影 響 軋 件 變 形 抗 力 的 變 化 相 當(dāng) 于 曲 線 B 的 斜率 發(fā) 生 變 化 。 當(dāng) 變 形 抗 力 增 大 時 ， 塑 性 曲 線 斜 率 增 大 ， 軋 制 壓 力 增 大 ， 當(dāng)達(dá) 到 平 衡 狀 態(tài) 時 ， 軋 件 的 出 口 厚 度 變 厚 。 如 圖 2-8 所 示 。圖 2-6 軋機(jī)剛度對軋件厚度的影響圖 2-5 空載輥縫對軋件厚度的影響民圖 2-7 入口厚度對軋件厚度的影響 圖 2-8 變形抗力對軋件厚度的影響遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 14圖 2-9 測厚儀式 AGC 2.3 板 厚 的 控 制 方 式 及 數(shù) 學(xué) 模 型 2.3.1 AGC 的 基 本 原 理 按 控 制 方 式 可 把 AGC 分 為 兩 類 ， 即 前 饋 式 AGC 和 反 饋 式 AGC。厚 度 控 制 與 厚 度 的 檢 測 方 法 密 切 相 關(guān) ， 按 厚 度 的 檢 測 方 式 可 把 反 饋 式AGC 分 為 兩 類 ， 即 直 接 測 厚 AGC 和 間 接 測 厚 AGC。 由 于 射 線 式 測 厚 儀測 厚 是 直 接 測 厚 的 主 流 方 式 ， 所 以 ， 直 接 測 厚 AGC 又 稱 為 測 厚 儀 式AGC； 間 接 測 厚 AGC 主 要 包 括 厚 度 計 式 AGC 和 流 量 AGC。 2.3.1.1 測 厚 儀 式 AGC 由 射 線 式 測 厚 儀 檢 測 厚 度 而 構(gòu) 成 的 AGC系 統(tǒng) 稱 為 測 厚 儀 式 AGC系 統(tǒng) ，如 圖 2-9所 示 。圖 中 ——出 口 厚 度 基 準(zhǔn) 值 ； REFhh ——出 口 厚 度 實 際 值 ； 遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 15——出 口 厚 差 ； h?——輥 縫 調(diào) 節(jié) 量 。 S測 厚 儀 式 AGC 系 統(tǒng) 框 圖 如 圖 2-10 所 示 。 圖 中 Td —純 滯 后 時 間 ； S0REF —空 載 輥 縫 基 準(zhǔn) 值 。 測 厚 儀 式 AGC 是 最 早 的 一 種 AGC 形 式 。 由 于 系 統(tǒng) 中 存 在 較 大 的 純 滯后 ， 所 以 ， 測 厚 儀 式 AGC 系 統(tǒng) 存 在 嚴(yán) 重 的 難 以 穩(wěn) 定 的 問 題 ， 很 容 易 出 現(xiàn)超 調(diào) 和 振 蕩 現(xiàn) 象 ， 如 圖 2-11 所 示 。因 此 ， 這 種 基 本 的 測 厚 儀 式 AGC 系 統(tǒng) 不 能 作 為 一 種 獨 立 的 AGC系 統(tǒng) 來 運 行 。 但 由 于 射 線 式 測 厚 儀 可 以 滿 足 高 性 能 AGC 對 厚 度 檢 測 精度 的 需 要 ， 所 以 測 厚 儀 式 AGC 并 沒 有 消 失 ， 它 被 廣 泛 用 作 監(jiān) 控 AGC。 正 確 理 解 測 厚 儀 式 AGC 的 這 種 不 穩(wěn) 定 性 有 助 于 我 們 對 其 它AGC（ 厚 度 計 式 AGC、 流 量 AGC） 系 統(tǒng) 設(shè) 計 思 想 的 研 究 和 分 析 。2.3.1.2 厚 度 計 式 AGC 厚 度 計 式 AGC 簡 稱 為 GM-AGC（ Gauge Metre –AGC） ， 它 把 整 個 軋機(jī) 作 為 檢 測 厚 度 的 儀 表 ， 直 接 檢 測 軋 制 力 F 和 空 載 輥 縫 ， 并 通 過 軋 機(jī)0S圖 2-11 測厚儀式 AGC 的不穩(wěn)定現(xiàn)象圖 2-10 測厚儀式 AGC 系統(tǒng)框圖遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 16彈 跳 方 程 來 間 接 檢 測 出 口 厚 度 。 GM-AGC 系 統(tǒng) 是 目 前 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 一 種AGC 系 統(tǒng) 。 由 于 軋 機(jī) 彈 跳 方 程 避 免 了 測 厚 儀 式 AGC 系 統(tǒng) 的 純 滯 后 作 用 ，所 以 ， 它 的 問 世 為 AGC 技 術(shù) 的 發(fā) 展 做 出 巨 大 的 貢 獻(xiàn) 。 GM-AGC 系 統(tǒng) 是到 目 前 為 止 應(yīng) 用 最 為 廣 泛 的 一 種 AGC 方 式 。 稱 為 軋 機(jī) 彈 跳 量 。0FSh??GM-AGC 系 統(tǒng) 的 原 理 如 圖 2-12 和 2-13：圖 中 SOREF ——空 載 輥 縫 基 準(zhǔn) 值 ； ——輥 縫 調(diào) 節(jié) 量 ； ——總 的 輥 縫 調(diào) 節(jié) 量 ； ?0S?——輥 縫 調(diào) 節(jié) 量 變 化 值 （ AGC 系 統(tǒng) 實 際 調(diào) 節(jié) 輥 縫 值 ）x引 起 厚 度 波 動 的 原 因 可 分 成 兩 類 ， 即 軋 機(jī) 方 面 的 原 因 和 軋 件 方 面 的 原因 。 從 F-h 圖 （ 圖 2-14） 上 看 ， 凡 引 起 軋 機(jī) 彈 性 曲 線 和 （ 或 ） 軋 件 塑 性 曲圖 2-12 GM-AGC 系統(tǒng)原理圖圖 2-13 GM-AGC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 17圖 2-15 軋輥偏心對軋件厚度和軋機(jī)彈跳方程的影響線 變 化 的 因 素 都 可 導(dǎo) 致 軋 件 出 口 厚 度 h 的 波 動 。GM-AGC 的 核 心 數(shù) 學(xué) 模 型 是 軋 機(jī) 彈 跳 方 程 （ ） ， 下 面 具 體0FhSM??來 分 析 軋 機(jī) 和 軋 件 兩 類 擾 動 對 軋 機(jī) 彈 跳 方 程 的 影 響 。（ 1） 軋 件 方 面 的 擾 動 例 如 ： 如 果 軋 件 入 口 厚 度 H 增 大 ， 則 將 導(dǎo) 致 實 際 出 口 厚 度 h 增 大 。 由 于 H 增 大 將 導(dǎo) 致 軋 制 力 F 增 大 ， 由 彈 跳 方 程 檢 測 （ 計 算 ） 的 出 口 厚 度 h將增 加 （ 和 M 均 保 持 不 變 ） ， 與 實 際 情 況 一 致 。 0S可 以 得 出 這 樣 的 結(jié) 論 ： 所 有 軋 件 方 面 的 擾 動 所 造 成 的 h 變 化 均 可 通過 彈 跳 方 程 檢 測 出 來 。（ 2） 軋 機(jī) 方 面 的 擾 動 例 如 ： 如 果 出 現(xiàn) 軋 輥 偏 心 （ 輥 徑 分 布 不均 ） ， 如 圖 2-15 所 示 。 在 軋 機(jī) 壓 下 不 動 作 的 情 況 下 ， 當(dāng) 由 軋 輥橢 圓 造 成 的 小 輥 徑 接 觸 帶 材 時 ， 實 際 出 口厚 度 將 變 大 ； 與 此 同 時 ， 軋 制 力 將 變 小 ， 所 以 由 軋 機(jī) 彈 跳 方 程 檢 測 （ 計 算 ）的 出 口 厚 度 將 變 小 ， 與 實 際 情 況 正 好 相 反 ， 可 見 ， 在 這 種 情 況 下 是 不 能 用軋 機(jī) 彈 跳 方 程 來 檢 測 厚 度 的 ?？?以 得 出 這 樣 的 結(jié) 論 ： 凡 軋 機(jī) 方 面 的 擾 動 所 導(dǎo) 致 的 h 變 化 都 不 能 用圖 2-14 引起厚度波動的原因遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 18彈 跳 方 程 來 檢 測 ， 否 則 將 使 GM－ AGC 產(chǎn) 生 相 反 的 誤 調(diào) 節(jié) 。 因 此 ， 在GM-AGC 系 統(tǒng) 中 ， 必 須 對 軋 機(jī) 方 面 的 擾 動 進(jìn) 行 補(bǔ) 償軋 機(jī) 方 面 的 擾 動 包 括 軋 輥 熱 膨 脹 與 磨 損 、 支 持 輥 偏 心 及 支 持 輥 軸 承 油 膜厚 度 變 化 等 。 本 鋼 1676mm 冷 軋 機(jī) 所 采 用 的 具 體 補(bǔ) 償 方 法 將 在 第 三 章 中 進(jìn)行 分 析 。2.4 1676mm 冷 連 軋 機(jī) 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 組 成本 鋼 1676mm 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 主 要 包 括 兩 個 部 分 ， 一 個 就 是 軟 件 部分 也 就 是 所 說 的 DIGIGAGE， 它 主 要 通 過 軟 件 來 對 硬 件 進(jìn) 行 操 作 ， 發(fā) 送 信號 ， 來 控 制 整 個 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) ； 另 一 部 分 就 是 硬 件 部 分 ， 也 就 是 整 個液 壓 控 制 系 統(tǒng) ， 它 主 要 是 接 受 到 控 制 計 算 機(jī) 的 命 令 信 號 ， 來 控 制 伺 服 閥 ，完 成 壓 下 的 功 能 。 如 圖 2.16 所 示 。在 DIGIGAGE 的 機(jī) 柜 中 ， 裝 有 基 于 多 總 線 的 24 個 插 槽 ， CPU 板 卡和 I/O 板 卡 都 安 裝 在 這 個 機(jī) 柜 中 ， 通 過 多 總 線 處 理 器 能 夠 訪 問 I/O 端 口和 共 享 內(nèi) 存 (雙 通 道 RAM)。在 DIGIGAGE 中 ， 4 個 CPU 的 主 要 功 能 為 ： CPU1 主 要 完 成 兩 個 機(jī)架 之 間 的 通 訊 。 CPU2 主 要 完 成 一 個 機(jī) 架 除 偏 心 補(bǔ) 償 外 的 所 有 HGC 作用 和 彎 輥 作 用 。 CPU3： 主 要 完 成 另 一 個 機(jī) 架 除 偏 心 補(bǔ) 償 外 的 所 有 HGC作 用 和 彎 輥 作 用 。 CPU4： 主 要 完 成 兩 個 機(jī) 架 的 偏 心 補(bǔ) 償 。1 個 ADAS/ICM150： 完 成 模 擬 量 輸 入 讀 取 。 連 接 到 接 口 模 塊 ， 在 全 差動 模 式 下 能 夠 32 位 的 模 擬 量 輸 入 。1 個 ADAS/ICM212： 完 成 脈 沖 輸 入 ， 連 接 到 STB212 接 口 模 塊 ， 能夠 進(jìn) 行 12 位 的 脈 沖 記 數(shù) 。4 個 ADAS/ICM812： 完 成 模 擬 量 輸 出 。 能 夠 進(jìn) 行 32 位 模 擬 量 輸 出 。2 個 iSBC519： 能 夠 完 成 數(shù) 字 輸 入 讀 取 。 連 接 到 接 口 模 塊 PB24 上 ，圖 2-16 1676mm 冷連軋機(jī) HGC 控制系統(tǒng)原理圖遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 19能 夠 進(jìn) 行 72 位 數(shù) 字 輸 入 和 24 位 數(shù) 字 輸 出 。遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 201 個 JS/KLIO： 用 來 連 接 OPTOBUS 和 JS 設(shè) 備 。液 壓 輥 縫 控 制 的 主 要 功 能 有 二 個 方 面 ， 一 方 面 是 縱 向 液 壓 輥 縫 控 制 ,即只 控 制 帶 材 縱 向 厚 度 變 化 ； 另 一 方 面 是 板 形 控 制 ， 包 括 彎 輥 和 傾 輥 控 制 。本 文 所 研 究 的 對 象 是 第 一 方 面 ， 所 以 在 本 文 提 到 的 液 壓 輥 縫 控 制 未 考 慮 彎輥 和 傾 輥 的 作 用 。2.5 本 章 小 結(jié)本 章 主 要 介 紹 了 軋 制 過 程 的 基 本 理 論 及 與 1676mm冷 連 軋 機(jī) 液 壓 輥縫 控 制 系 統(tǒng) 相 關(guān) 的 測 厚 儀 式 AGC和 GM-AGC的 基 本 原 理 ， 為 第 四 章 對 液壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 建 立 數(shù) 學(xué) 模 型 打 下 了 理 論 基 礎(chǔ) 。 對 1676mm冷 連 軋 機(jī) 液壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 的 組 成 和 功 能 做 了 分 析 。遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 213 軋 機(jī) 參 數(shù) 的 測 定 及 液 壓 輥 縫 控 制 的 補(bǔ) 償 算 法 研 究3.1 軋 機(jī) 縱 向 剛 度 系 數(shù) 的 測 定縱 向 剛 度 是 液 壓 輥 縫 控 制 系 統(tǒng) 的 一 個 基 本 參 數(shù) ， 因 此 對 軋 機(jī) 縱 向 剛 度 的測 定 有 著 重 要 的 意 義 。軋 機(jī) 的 縱 向 剛 度 的 測 量 有 兩 種 方 式 ， 一 種 是 將 應(yīng) 變 片 貼 在 軋 機(jī) 機(jī) 座 上 ，通 過 牌 坊 變 形 與 軋 制 力 的 變 化 確 定 軋 機(jī) 剛 度 ； 另 一 種 是 通 過 缸 位 移 隨 軋 制力 的 變 化 回 歸 出 軋 機(jī) 剛 度 。 前 一 種 方 法 適 用 于 早 期 的 電 動 壓 下 軋 機(jī) ， 在 液壓 壓 下 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 后 ， 一 般 采 用 后 一 種 方 法 [11， 12]。 軋 機(jī) 縱 向 剛 度 的 測 定在 這 里 我 們 選 用 的 是 通 過 缸 位 移 隨 軋 制 力 的 變 化 回 歸 出 軋 機(jī) 剛 度 。測 量 的 過 程 如 下 ： 使 厚 控 系 統(tǒng) 內(nèi) 環(huán) 處 于 軋 制 力 閉 環(huán) 狀 態(tài) ， 斷 開 厚 度 閉環(huán) 控 制 ， 預(yù) 壓 靠 后 ， 由 下 位 機(jī) 輸 出 軋 制 力 給 定 值 ， 并 由 小 到 大 （ 正 程 ） ，再 由 大 到 小 （ 回 程 ） 分 級 給 出 ， 待 壓 力 閉 環(huán) 穩(wěn) 定 后 ， 由 手 動 控 制 計 算 機(jī) 采樣 缸 位 移 值 ， 如 此 進(jìn) 行 多 次 測 量 ， 取 平 均 值 。 由 表 3-1可 以 看 出 ， 正 程和 回 程 測 量 結(jié) 果 并 不 重 合 ， 為 減 少 測 量 中 的 誤 差 ， 取 正 程 和 回 程 的 平 均 值做 線 性 回 歸 。用 rstool函 數(shù) 進(jìn) 行 交 互 式 擬 合 及 響 應(yīng) 面 可 視 化 ， 圖 3-1顯 示 的 是 95%置 信 區(qū) 間 的 交 互 預(yù) 測 圖 。 其 中 紅 色 曲 線 表 示 置 信 區(qū)