流量测量装置的研制及其在板厚控制系统中的应用

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目流量测量装置的研制及其在板厚控制系统中的应用作者姓名任敬伟学位类别工程硕士指导教师杨景明教授2016年5月中图分类号：TG335.13学校代码：10216UDC：621.31密级：公开工程硕士学位论文(工程设计)流量测量装置的研制及其在板厚控制系统中的应用硕士研究生：任敬伟导师：杨景明教授副导师：刘峰研究员申请学位：工程硕士工程领域：控制工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinControlEngineeringRESEARCHOFMASSFL

2、OWMETERANDITSAPPLICATIONINAUTOMATICGAUGECONTROLSYSTEMbyRenJingweiSupervisor:ProfessorYangJingmingYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《流量测量装置的研制及其在板厚控制系统中的应用》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的

3、法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日摘要摘要在板带冷轧自动厚度控制（AGC）方式中，秒流量液压AGC由于其在进行出口带材厚度测量中，有效地解决了测厚仪测量过程中出现的时间大滞后问题，被认为是提高板厚控制精度的最有效方法之一。但是在秒流量AGC实际应用过程中，金属流量的精确测量是非常困难的，因此其一直是板厚自动控制技术中亟待深入研究的课题。本文以实际工程为背景研发了一套流量测量系统，并且就秒流量AGC的原理和控制方法进行了深入的研究。本文在对冷轧机的自动厚度控制系统进行深入研究基础上，进行了液压位置伺服系统（APC）和厚度闭环系统的动态模型建立。为简化系

4、统在进行板厚控制过程中控制方法的复杂程度，依据控制理论中的频率法和实际工况对液压位置伺服系统动态模型进行了简化。流量测量装置的研制中，在详尽地分析了板带冷轧过程中流量测量原理基础上，构建了以现场可编程门阵列（FPGA型号为EP2C5T144C8）为核心的全部硬件电路和软件系统。完成了从PCB板绘制到QuartusII软件平台下基于VerilogHDL硬件描述语言编程的全部工作。并在实验室内进行了秒流量测量系统的模拟工作环境的定量性精度测试，同时也在轧制现场环境下进行实况精度测试。最后，在秒流量AGC系统中引入了PID神经元网络控制器，对其进行了深入研究，且在MAT

5、LAB环境下进行了动态控制的仿真实验。通过在多种环境下的仿真结果表明，采用PID神经元网络进行秒流量液压AGC控制明显优于常规PID控制。关键词：冷轧；液压AGC；秒流量计；可编程门阵列；PID神经元网络-I-燕山大学工程硕士学位论文AbstractInthecold-rolledautomaticgaugecontrolofplateandstrip,themassflowofhydraulicautomaticgaugecontrolisconsideredaneffectivemethodtoimprovetheaccuracyofthicknesscont

6、rol.Becauseiteffectivelyovercomesthethicknessmeasurementoftimeoccurredduringthebiglag.ButInthemassflowautomaticgaugecontroloftheactualapplicationprocess,metalmassflowmeasurementisverydifficult.Basedonapracticalengineeringbackground,thepaperdevelopedamassflowmeasurementsystem,principle

7、andcontrolmassflowautomaticgaugecontrolconductedin-depthresearch.Inthispaper,theautomaticgaugecontrolsystemofcoldrollingmillin-depthstudyonthebasisofthedynamicmodelofhydraulicpositionservosystemandthethicknessoftheclosed-loopsystemestablished.Tosimplifythecomplexitycontrolmethodofthes

8、ystem