基于热轧线低温卷取自动控制技术的-研究

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1、第1V页武汉科技大学硕士学位论文5．3模糊PID原理简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯305．3．1PID控制器简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯315．3．2模糊PID控制器的原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯315．3．3模糊PID张力控制系统设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。325．4仿真结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。375．5系统实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．38第六章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一40参考文献

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41攻读硕士学位期间学术论文目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43至i【谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯z14武汉科技大学硕士学位论文第1页第一章绪论1．1课题研究背景随着社会的发展，对热轧带钢质量的要求也越来越高。一般热轧带钢卷取系统原设计卷取温度700。C左右，而低温卷取时的卷取温度只有200“300。C，但是带钢的温度控制是非常复杂的过程，难以用数学模型表示。低温卷取的钢材，它的使用性能得到了提高，因此，在各行各业中，它都得到了很好的应用

3、D】。带钢热连轧生产，大致有四步：加热j粗轧。精轧斗冷却专卷取。典型的热轧生产线计算机控制系统如图1．1所示。过程图1．1热轧计算机系统结构图从图1．1中可以看出，卷取温度的控制，它是整个热轧生产线的非常重要的环节，其控制精度对钢材加工性能、力学性能和物理性能有非常重要的影响【2]。卷取温度过高，将会影响带钢的力学性能，带钢表面会产生铁锈，不易进行酸洗。如果温度太低，卷取的时候容易松卷，带钢卷取效果不好。所以，优化卷取带钢低温跟踪检测技术，优化带钢头第2页武汉科技大学硕士学位论文梯度冷却，改善咬钢时的头部打滑，是带钢质量的关键措旌。一般热轧带钢卷取系统原设计卷取温度一般在700。C左右，而低

4、温卷取时的卷取温度只有200～300。C，因此钢坯内部的结晶状态、钢坯的弹性模量和塑性等参数与原设计有较大的不同。在系统中的钢坯头部跟踪、尾部跟踪、夹送辊控制、导向辊控制、自动踏步控制和卷取机张力控制等控制算法都要重新设计或进行参数优化以适应这些变化，使卷取系统运行在最优状态，保证成品钢卷的质量131。在轧钢生产线中，张力存在卷取的整个过程，如果控制张力的效果不好，不但带钢质量会大大降低，还会造成非常大的设备损耗。要想得到高质量、性能好的钢材，控制好张力显得特别重要。如果张力不适中，不但卷取效果不好，还会造成设备事故，甚至会造成安全事故。带钢张力恒定不变，是保证机组稳定运行的首要因素。为能实

5、现低温卷取，使成品钢卷由合格的质量，我们需要对轧制参数如钢带宽度、钢带厚度、钢带温度、钢带头部和尾部的位置、卷取机和助卷辊的转速等进行监测，以建立带钢头部跟踪和稳步跟踪模型、助卷辊压力设定模型、助卷辊驱动电机力矩控制模型、带钢跟踪模型和新的卷取机恒张力控制中的力矩补偿模型，以实现精准的踏步控制和整个卷取过程中的张力的稳定控制，保证卷取的良好效果。所以就要对影响张力因素加以研究，使卷取系统到达最佳状态。1．2研究现状及未来趋势当今，在钢铁领域，国内外竞争异常激烈，为了在世界之林立于不败之地，就需要改进卷取带钢低温跟踪检测技术，优化带钢头部梯度却冷，改善卷取咬钢时的头部打滑，保证成品钢的质量。带

6、钢热连轧机的发展，大致有以下几个阶段，即：人工操作专人工操作加上单机自动控制系统，如活套控制、厚度调节系统◆计算机控制和单机自动控制系统并存一全部计算机控制。第一卷热轧钢卷的产生，它具有划时代的意义【4】。很久以来，人们对热轧技术研究不多，直到客户需要高质量钢材时，工程师们才对卷取技术进行更深一步的研究。热轧生产线上的最后一道工艺操作就是卷取，卷取技术的好坏能影响成品钢的质量。在过去，由于卷取技术不发达，有很多企业曾出现10％的次品率，从而导致企业利润很低。为了提高卷取技术，各个国家花费了巨大的精力来研究，最后总结出来，张力是否稳定，决定带钢的质量。过去，张力系统用主要采用模拟器件，这种系统

7、可靠性不高，控制精度也非常低。现在采用的产品主要是西门子公司的张力控制板以及变频器系列，张力控制板已经从PTl0，T300，T400到目前最新的TDC(TechnologyandDriveControl，简称工艺与传动控制)，由TDC与变频器结合，较好的完成张力控制。这类系统在钢铁、冶金行业用的较多。21世纪，随着与世界经济的接轨，使得每一个企业都面临着竞争，钢铁行业也是如此。国内许多厂家、科研单位和公司都进