探索轧机液压agc系统数学模型及控制方法研究

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1、分类号UDC密级1933225学位论文轧机液压AGC系统数学模型及控制方法研究l作者姓名：孙卫华指导教师：金伟教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：检测技术与自动化装置论文提交日期：2008年6月学位授予日期：评阅人：曲毳云论文答辩日期：答懒会主席：东北大学2008年6月2008年7月’才书训教授，，】．’．。¨：o：■jL“／-上AThesisinMeasurementTechnologyandAutomationEquipmentTheStudyontheDynam

2、icModelandtheControlMethodofHydraulicAGCSystemBySunWreihuaSuperVisor：ProfessorJinW

3、eiNortheasternUniVersi坶June20081_、l}}l‘一●』，o¨氅■●^●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

4、确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：彦小丑缉日期：2D口子．7．专。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得时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：≥＼】＼z。缉签字日期：山口g．)．弓．’导师签名：签字日期：、●’毫●●●东北大学硕士学位论文

5、摘要轧机液压AGC系统数学模型及控制方法研究摘要针对轧机厚度自动控制系统(AutomaticGaugeComrolSystem，简称AGC系统)中不确定因素造成的过程数学模型的不精确性，并鉴于常规PID控制器整定调试周期长、较难适应过程数学模型变化等问题，本文运用模糊PID控制理论，在轧机实验仿真平台上，利用LabVIEW模糊逻辑工具包设计开发了参数自整定模糊PID控制器，并进行实验研究，其控制效果与常规PID控制器比较后，验证了模糊PID控制技术在轧机厚度自动控制中的可行性。AGC系统是轧机提高带材厚度精

6、度的重要方法，其采用目的是获得板带材纵向厚度的均匀性，从而生产出合格产品，目前已成为轧机自动化系统中不可缺少的一部分。本文首先在分析了轧机液压AGC系统及其运行机理的基础上，以伺服阀的基本方程、液压缸连续性方程、液压缸和负载的力平衡方程为基础，确定了液压伺服控制系统的数学模型。但是，由于轧制工艺的复杂性，来料厚度的变化等不确定因素的影响，对于轧机厚度自动控制系统，要建立精确的数学模型是很困难的，不利于传统控制理论的应用与实现，而智能控制技术为解决厚度自动控制提供一种有效途径。然后在深入分析轧制工艺过程的基础

7、上将模糊控制技术应用于厚度控制系统中，并在美国NI公司的图形化编程软件mVIEW开发平台下，利用模糊逻辑工具包(FuzzyLogicToolkit)和PID工具包，设计了一个参数自整定模糊PID控制器，编写相应模糊控制程序，实现了轧制过程基于模糊PID技术的厚度自动控制系统。在轧机厚度控制系统中，模糊PID控制器是由PID控制器和参数模糊自调整机构组成，模糊自调整机构运用模糊控制的基本理论和方法，根据控制系统的实际响应输入信号，即偏差信号P和偏差变化Pc的变化，通过模糊推理作出相应决策，在线调整群，蜀和Kn

8、三个PID参数，使其既具有模糊控制灵活而适应性强的优点，又具有PID控制精度高的特点。实验运行效果表明，经改造后的AGC控制系统具有良好的参数自整定性能，比原AGC系统在厚度控制的精度方面有了很大的提高，将误差控制在1．5％内，小于一般用户要求的3％的误差范围，并在一定程度上解决了常规PID控制方法调试周期长或容易超调等问题，表明该方法的良好效果，能更好的满足现代金属轧制行业对自动厚度控制系统的要求，并为现场实际应用打下良好基础。关键词：AGC；数学模型；模糊PID；LabVIEW—I卜一，^东北大学硕士学

9、位论文AbstractTheStudyontheDynamicModelandtheControlMethodofHydraulicAGCSystemAbstractAccordingtoproblemsaSsociated晰tll也eimlCcumcyofprocessmathematicalmodelandpoora￡帅tation趾dlongsettingdebuggingperiodofcorⅣentio