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1、电气与控制工程学院测控技术与仪器摘要：热轧机系统是通过调整辘轧机的间隙来控制钢板的厚度，传统的PD控制器不能满足要求，因此采用PID控制器对其进行控制，通过调节各种参数使其达到目的o关键字：热轧机系统PID控制器ThedeviseofPIDcontrollerforHotrollingmachinesystemAbstract：Hotrollingmachinesystemcontrolthethicknessofsteelplatbymeansofadjustthespaceofstonerollermachine,theclassi
2、calPDcontrollercannotbeproperlyforit,soweusePIDcontroller,throughadjustthearguments,makeitconquerthefield・Keywords:HotrollingmachinesystemPIDcontroller一、热轧机系统的介绍分析热轧机是热轧厂用来将炽热的钢坯轧成具有预定厚度和尺寸的钢板的机器。钢坯在熔炉中加热，加热后的钢坯依次通过两台辘轧机，制成具有预期宽度与厚度的钢板。热轧机系统是通过调整车昆轧机的间隙来控制钢板的厚度，因此必须准确的确定
3、辐轧机的间隙，传统的PD控制器不能达到理想的效果，因此通过PID控制器对其进行控制，以使其间隙达到控制要求。二、热轧机系统的建模分析1:热轧机控制系统传递函数:G°（s）d+；s+5（参考自动控制原理得此函数）2：在MATLAB中对其零极点进行求解并绘制开环传递函数曲线，在M文件中输入以下语句：在命令窗口输入以下语句:RkStartl得到零极点图与开环阶跃响应曲线如下:卜人FigureHo.1口叵MFileEditViewInsertToolsWindowKelp□HS
4、kAJ/［妙QOPole-ZeroMap1.505-11.5-1R
5、ealAxis-0.5E&leEditevInserttoolsRgdo”HelpStepResponse3:指标分析：由图可得，开环传递函数阶跃响应曲线上升时间长，响应速度慢，此时不存在超调量。三、控制器的设计1：由开环传递函数阶跃响应曲线求得参数K、L、T•)FigureHo.1W]Fil«EditIr.z«rtTool:ftindo*H«lpDQSkAZZ炉£>二StepResponse由图可得:K二0.2,T二1.2S丄二0.12S从而可得：a=^-=0.022：在MATLAB下实现PID控制器的设计与仿真编写函数如下：func
6、tion[num,den,Kp,Ti,Td,H]=Zieglerstd(key,vars)Ti=[];Td=[];H=[];K=vars(1);L=vars(2);T=vars(3);a=K*L/T;ifkey==lnum=l/a;elseifkey~2Kp=0.9/a;Ti=3.33*L;elseifkey==3,Kp二l・2/a;Ti二2*L;Td二L/2;endswitchkeycase1num=Kp;den=l;case2%判断设计P控制器%判断设计PI控制器%判断设计PID控制器%P控制器%PI控制器num=Kp*[Ti,1]
7、;den=[Ti,0];case3%PID控制器pO=[Ti*Td,0,0];pl=[0,Ti,l];P2=[0,0,1];p3二p0+pl+p2;p4二Kp*p3;num=p4/Ti;den=[l,0];end在Matlab命令窗口输入K二0.2;L=0.12;T二1.2;[num,den,Kp,Ti,Td]=Ziegler_std(3,[K,L,T])运行结果如下：可得到参数Kp二60,Ti=0.2400,Td=0.06003：在动态仿真集成环境Simulink下构造系统模型（1）不加PID时控制系统仿真及其阶跃响应曲线:在Simu
8、link窗口下点击开始仿真按钮，双击SCOPE图标，即得到阶跃响应曲线（2）加入PID控制器后系统仿真及其阶跃响应曲线:•JScope©S冈
9、俸首qq刃I盹tan®圖标
10、Timeoffset:04：闭环系统稳定性分析：由图可得系统对输入的响应速度明显加快，但出现了较大的振荡，可以通过调节其比例系数@积分系数Ti和微分系数7〃这三个系数值而调节比例、积分和微分作用的强弱，使系统达到稳定。5：调节其比例系数@积分系数Ti和微分系数T〃这三个系数，使系统稳定。(1)对其比例系数Kp积分系数Ti和微分系数Td微调后系统及其响应曲线(1)由于系统
11、响应曲线超调量过大，调节时间也比较长，因此再次对其比例系数Kp积分系数Ti和微分系数Td微调，得到响应曲线如图：(1)由于系统响应曲线超调量还是比较大，调节时间也比较长,再次对其比例系数Kp积分系数Ti和微
