对轧机液压厚度控制系统的定量反馈优化设计

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1、2012年3月机床与液压Mar．2012第40卷第5期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．5DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．05．018轧机液压厚度控制系统的定量反馈优化设计张明，杨卫东(北京科技大学钢铁流程先进控制教育部重点实验室，北京100083)摘要：结合某2500mm中厚板精轧厚度控制系统设计项目，根据实际设备条件，确定合理的轧机液压伺服控制系统模型。考虑执行机构的性能与轧机系统整体稳定性的折衷问题，在PID控制器基础上，设计液压伺服定量反馈QVT控制器。综合分析执行机构的不确定性范围和系统性能指标的要求，实现了轧机液压伺服

2、系统鲁棒控制器的设计。对比仿真结果表明：QVT调整方案能够有效保证系统的稳定性，同时具有较好的控制性能。关键词：定量反馈理论；液压厚度控制；中厚板轧制；回路成型中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)5—059—5QuantitativeFeedbackTuningforHydraulicAutomaticGaugeControlSystemofRollingMillZHANGMing．YANGWeidong(UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China)Abstract：Ahydra

3、ulicautomaticgaugecontrol(HAGC)computercontrolsystemfor2500mmplatemillwaseatablished．Ac—cordingtothecharacteristicsoftheactualplatemill，areasonablemillhydraulicservocontrolsystemmodelwasdesigned．Consider-ingtheoverallsystemperformanceandstabilitytrade-ofproblems，aPIDcontrollerbasedonquantitativefeed

4、backtheory(Qvr)tu—nigforhydraulicservosystemwasproposed．Withcomprehensiveanalysisoftheuncertaintiesandtherequirementsofsystemperform—ante，arobustcontrollerfortherollingmillhydraulicservosystemwasachieved．Simulationresultsshowthat，controllerwithQvrtuningcaneffectivelyguaranteethestabilityofthesystema

5、ndhasabettercontrolperformance．Keywords：Quantitativefeedbacktheory；Hydraulicautomaticgaugecontrol；Platerolling；Loopshaping现代中厚板轧制中，液压压下执行机构不断发素，很难同时满足轧机系统标称性能和鲁棒性能要展，正逐步取代先前的电动方式⋯。液压厚度控制求。因此，进一步提高液压控制器性能，寻求适合(HydraulicAutomaticGaugeControl，HAGC)系统成工业生产的板厚鲁棒控制器，成为厚度研究的一个新为板带厚度指标的基本保证。现阶段实际中厚板生产方向引。线大

6、多已采用电动和液压结合的压下系统。相比传统文中针对液压控制器控制性能与鲁棒稳定性的折的电动压下，液压系统的阶跃响应时间一般低于40衷，结合某2500mm中厚板精轧机厚度控制系统设ms，响应频率可达10Hz以上，大大改善了轧制过计项目，根据中厚板生产工艺特点，应用定量反馈理程厚度调整的控制效率。HAGC可以有效减小水印、论(QuantitativeFeedbackTheory，QVT)设计基于频温度不均所造成的厚度偏差，提高了同板差和异板差域的鲁棒液压控制器，将轧机执行系统的不确定性范的控制精度。对于液压执行机构的控制回路，当前，围和性能指标用定量的方式在Nichols图上形成边界，90％以上依

7、旧采用传统PID结构。PID控制器以其通过回路整形¨，使得标称对象的开环频率曲线在结构简单、便于调试的特点，在钢铁工业轧制控制中不同频段满足性能边界条件，实现控制器设计。通过得到广泛应用。工业控制器要求具有良好的控制性仿真，对比验证了所设计控制器的鲁棒性和跟踪性能，又要求兼顾整个系统的鲁棒稳定性。传统设计方能。案通过幅值裕度和相位裕度要求设计稳定域，由时域1问题表述目标函数优化控制参数，可避免控制