可逆轧机张力控制系统地研究

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1、万方数据AThesisinControlEngineeringResearchonTensionControlSystemofReversibleMillVersiD111ByHeXinSupervisor：ProfessorLiuJianchangNortheasternUniversityJune2012㈣5删8眦OⅢ9Ⅲmlm．删蛐1㈣O愀J万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也

2、不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：侗嘶签字日期：必碑稠y偈学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年盯一年口一年半口两年口搿Et耨；．ol

3、冲褊bB者嘶签字期：巧健’万方数据东北大学硕士学位论文摘要可逆轧机张力控制系统的研究摘要张力是冷轧过程中一个非常重要的工艺参数，它的影响力贯穿整个轧制生产线，不恰当的张力或不稳定的张力不仅会影响带材的厚度和板形等质量指标，还会降低钢卷的成品率，因此，张力控制系统成为高精度冷轧控制系统中一个非常关键的环节。单机架可逆轧机的张力控制系统的执行机构是卷取机和开卷机，本文以卷取机为研究对象，对可逆轧机的张力控制系统进行了深入的研究。首先，本文分析了张力的产生机理和张力控制系统中被广泛使用的控制方法、卷取张力

4、控制系统的控制原理，介绍了某不锈钢厂张力控制系统的动态补偿转矩和实时卷径的计算方法以及测量张力的方法。其次，介绍某不锈钢厂的卷取机控制系统结构，分析了该系统结构下卷取机的工作模式。根据张力模式下的卷取机控制系统结构建立了卷取张力控制系统的数学模型，设计了变增益PID控制器，并通过仿真验证了其性能。再次，考虑到张力控制系统的模型参数变化后，变增益PID控制器的控制效果会逐渐变差，本文设计了基于动态矩阵预测控制的张力控制器，并且利用MATLAB分别对基于变增益PID控制算法和动态矩阵预测控制算法的卷取张

5、力控制系统进行仿真，仿真结果表明动态矩阵预测控制算法使系统的超调量更小、抗干扰性能更好以及鲁棒性更强。最后，针对动态矩阵预测控制算法中的误差加权矩阵、控制加权矩阵和误差校正矢量难整定的问题，利用遗传算法在不同的卷取机卷径下寻找最优参数，并且利用三次样条插值函数与卷取机卷径值进行拟合，用MATLAB分别对参数优化拟合前后的卷取张力控制系统进行仿真，结果表明经过遗传算法优化后的动态矩阵预测控制器使卷取张力控制系统的动态性能得到进一步的改善。关键词：可逆轧机；张力控制；动态矩阵预测：遗传算法：三次样条插值

6、．II．万方数据ResearchonTensionControlSystemofReversibleMillAbstractTensionisaveryimportanttechnologicalparameterinthecoldrollingprocess·Obviously,itinfluencesthewholerollingline．Inappropriatetensionorunstabletensioncannotonlyaffectthequalityindicatorsofstri

7、psuchasflatnessandthickness，butitalsoreducestheyieldofstrip．Therefore，tensioncontrolsystemhasbecomeaverycriticalpartofthecoldrollingcontrolsystemwithhighprecision．Theactuatorsofthetensioncontrolsysteminthesinglereversiblemillarethecoilerandtheuncoiler．

8、Inthisthesis，thecoilerismainlyobjecttostudythetensioncontrolsystemofthesinglereversiblemilldeeply．Firstly，theproducingmechanismoftensionandthecontrolmethodsareanalyzedinthisthesis，whichareusuallyusedinthetensioncontrolsystem．Then，resear