宽带钢轧机板形板厚反馈解耦控制研究

宽带钢连轧过程中,板形控制和板厚控制本质上都是对轧制过程中有载辊缝的控制,因此存在着耦合关系,严重影响了宽带钢轧制板形板厚综合质量的提高。在建立板形板厚耦合模型的基础上,采用反馈解耦控制方法,实现了板形板厚的解耦控制。计算机仿真结果表明,解耦控制效果良好,达到解耦的目的。     

宽带钢热连轧机动态板形控制策略的研究与应用

 为了提高板形控制精度,对凸度平坦度控制耦合关系以及板形板厚控制耦合关系进行深入的研究分析,并采用相应的解耦控制策略是十分必要的。在板形板厚解耦设计的基础上,分析了不同控制方案下凸度平坦度控制之间的耦合影响关系,建立了相应的凸度平坦度耦合模型,并对其耦合特性进行了分析比较;之后,针对耦合模型特点进行凸度平坦度半解耦设计,以补偿凸度控制和平坦度控制之间的耦合影响关系,进而设计凸度平坦度解耦控制系统,并给出热连轧机组凸度平坦度解耦控制应用策略,组成完整的动态板形控制系统。在某厂1580 mm四辊七机架热连轧机组投入使用后,较好地补偿了板形板厚控制、凸度平坦度控制之间的耦合影响关系,板形控制精度明显提高。     

冷连轧机板形板厚解耦设定补偿研究

首先论述了冷连轧机板形板厚解耦控制的必要性,然后针对当前板形板厚解耦控制大多针对动态轧制过程的现状,提出板形板厚解耦设定补偿的思想,它包括预设定补偿和自适应穿带解耦控制。预设定补偿是解决设定过程中弯辊力对板形板厚耦合系统的影响;自适应穿带解耦控制是针对穿带过程中轧制力预报不精确的板形板厚解耦方法。     

冷连轧机板形板厚综合解耦控制系统

带钢冷连轧过程中,板形板厚控制存在着很强的耦合关系,相互影响对方的调节效果,甚至引起系统不稳定.对轧制过程中影响板形板厚的各种因素进行了系统的理论分析,建立了板形板厚耦合模型,并在对其进行解耦设计的基础上建立了板形板厚综合解耦控制系统.采用Matlab/Simulink工具进行仿真分析,在8辊5机架全连续冷连轧机组的实际应用表明,综合解耦控制系统可有效提高板形板厚的控制精度.     

热带钢轧机板形板厚抗干扰全解耦控制研究

宽带钢热连轧过程是一个多变量过程控制系统,除了系统有用输入和输出之间具有耦合作用之外,干扰输入也会和系统输出产生耦合作用,影响板形板厚控制质量.设计了前向通道解耦控制器和前馈补偿环节,实现了板形板厚输入输出解耦的同时使得带钢来料厚度波动对板形板厚输出的耦合性得以抑制和消除.生产实践表明,解耦策略的应用,有效地降低了板形板厚的耦合作用,尤其是板厚调节对带钢板形的干扰影响,为进一步提高带钢出口板形板厚综合质量奠定了基础.     

基于DRNN－PID的板形板厚解耦控制

 针对板形板厚综合系统具有强耦合、非线性、含纯滞后环节的特点,建立了板形板厚耦合模型,并在对其进行神经网络解耦设计的基础上提出了基于对角递归神经网络(DRNN)整定PID的板形板厚解耦控制方法,然后根据带钢冷轧情况提出神经网络解耦对不同塑性刚度参数的实际适用范围。仿真结果表明,该解耦控制系统具有比传统前馈补偿解耦PID控制效果好、响应速度快、自适应跟随能力强等优点,并且符合实际轧制要求,有效的提高了板形板厚的控制精度。     

冷连轧板形板厚耦合关系及其解耦设计

 带钢冷连轧过程中,板形板厚控制存在着很强的耦合关系,相互影响对方的调节效果,甚至引起系统不稳定。对轧制过程中影响板形板厚的各控制因素进行了系统的理论分析,建立了板形（平坦度、凸度）板厚耦合模型,并在对2组耦合模型进行系统分析的基础上分别进行解耦设计,以某厂1720mm五机架冷连轧机的实际参数,采用Matlab/Simulink工具进行的仿真分析,证明平坦度与板厚解耦设计可有效提高板形板厚的控制精度。     

UC轧机板形板厚解耦控制系统的研究与仿真分析

依据板形和板厚控制理论,推导出轧机板形板厚解耦控制对象模型.采用此解耦控制方法,有效地消除了板形板厚间的相互影响.同时以轧制技术及连轧自动化国家重点实验室UC轧机为对象,采用上述控制方法对其控制,并进行了仿真研究.仿真结果表明了所提出的板形板厚控制方法设计的合理性及有效性.     

基于时滞递推滑模预测解耦的带钢板形板厚控制

针对多变量耦合系统,提出了一种基于解耦的时滞递推滑模预测控制的算法。该算法是在对角解耦的基础上,将预测算法和递推滑模控制结合起来,设计了递推滑模预测控制器。还对滑模参考轨迹进行了研究和分类,阐述了两种滑模参考轨迹的区别。该算法被应用在带钢板形板厚的控制过程中,试验和仿真结果表明,该方法可较好地消除带钢板形板厚控制中耦合与时滞的影响。     

带钢生产线板形板厚的解耦控制

针对轧钢生产线板形板厚具有强耦合、强干扰、时变和非线性的特点,提出板形板厚自适应解耦的方法,在被控对象进行在线辨识的基础上,对自适应控制参数进行实时调整,使系统具有自适应性,仿真结果表明解耦效果良好.所提出的方法成功应用于某钢铁厂的轧钢生产过程,实现了轧钢生产过程的优化控制、优化运行和优化管理,取得了明显的应用成效.     

马钢CSP生产线带钢板形控制系统

马钢薄板坯连铸连轧生产线的板形控制系统数学模型包括与板凸和平直度控制相关的轧辊弯曲模型、轧辊热磨模型、工作辊压扁模型、材料流量模型的算法与相应数据接口,以这些模型为基础采用板形设定算法及其在线自适应算法,实现了对热轧带钢成品板形的精确控制。实际生产表明,采用该系统后,凸度命中率可达96.37%。     

冷轧平整机板形问题的特点及对策

对某冷轧厂1700mm单机架平整机的板形问题进行了综合研究，发现该轧机在辊形加工、轧辊磨损及弯辊使用等方面存在的问题，并通过有限元模型研究了辊形对板形的作用，分析了平整上弯辊对板厚的影响，指出平整机板形问题的特殊性。针对平整板形的设备工艺特点，提出了新的辊形配置方案并正式投入生产。结果表明，改进后的辊形配置对降低弯辊调整量、改善板形、提高生产过程稳定性效果显著。     

济钢1700 mm热带钢轧机的板形设定控制模型

济钢1700 mm热连轧是新建投产的宽带钢生产线,其F2-F6精轧机组装备有工作辊弯辊和窜辊技术.针对这种典型机型,在大量有限元模拟计算的基础上,开发了相应的板形设定控制模型,包括工作辊综合辊形(初始辊形、磨损辊形和热辊形之和)计算模型、支承辊综合辊形计算模型、窜辊设定计算模型和弯辊力设定计算模型等.在经历了系统设计、程序编写、离线调试、在线调试后,板形设定控制模型投入稳定运行,所有考核规格的凸度控制精度超过96%.在同宽轧制长度超过70 km的轧制单位内,各机架弯辊力设定结果能够自动适应带钢厚度和钢种的变化,且凸度控制精度超过95%.     

马钢CSP热轧PFC板形模型的分析与应用

利用有限元分析软件ANSYS对轧机承载辊缝变形的仿真,分析轧机轧制力、弯辊力及工作辊窜辊对承载辊缝的凸度影响程度,结合现场机架间带钢的浪形,优化二级板形模型设定参数,实现轧机稳定轧制。实践证明,人工修正轧机负荷分配以及CVC轧辊位置,可更好地控制前机架比例凸度,满足后机架间平直度目标的要求,从而提高板凸度的命中率及轧机轧制的稳定性。     

宽带钢热连轧机选型配置与板形控制

通过测试并分析机组上游与下游机架对控制性能的不同要求、服役周期内工作辊和支持辊辊形变化及其对板形控制性能的影响,结合1700mm热连轧机进行的现场试验及工程应用实践,提出热轧上游机架应采用凸度控制能力较强的轧机机型,下游机架宜采用长行程窜辊型轧机机型,全机组均可采用强力弯辊和变接触轧制技术提高机组板形控制能力。     

热轧薄规格带钢平整过程板形控制技术

为了提高热轧薄规格带钢平整的板形质量,在平整机上采用了新的辊形配置。在支撑辊上采用变接触式 支撑辊辊形,在工作辊上采用六次方多项式正凸度辊形。变接触支撑辊辊形可以降低轧辊挠曲变形和边部应力的 集中,增大弯辊力的调控功效。采用正凸度工作辊辊形,可以弥补平整机的磨损辊形,延长平整轧制计划单位的长 度。此辊形配置在首钢迁钢热轧平整机上应用,保证了平整改善薄规格带钢板形质量,延长了平整轧制计划的长度。     

热连轧控制系统优化设计和最优控制

提出了用于热连轧分层递阶智能控制中的张力复合最优控制系统,板形板厚协调最优控制和速度设定的温度控制等３个子控制系统的优化设计方案,应用轧制主程和二次型目标函数推出板形板厚协调闭环最优控制、穿带过程辊缝最佳校正、轧辊凸度实时估计,最佳轧辊凸度设定和最佳弯辊力设定等热连轧过程优化策略。     

板形设定模型参数优化与控制技术应用

 板形设定模型是整个板形自动控制系统中非常重要的一部分，决定着带钢头部板形的控制精度。板形精度既为热轧带钢的一项重要质量指标，又为衡量产品市场竞争力的主要因素。板形控制是带钢热轧的核心技术，为目前轧制技术研究开发的热点。阐述了鞍钢1780线PC轧机板形设定模型功能和构成，对轧辊热凸度模型参数进行了优化，在模型自学习中对各机架给予适量的平直度及凸度反馈，从而提高了板形设定模型精度。由于实际轧制过程的非线性、时变性，传统PID的控制已近极限，为进一步提高控制品质，板带平直度反馈采用非线性PID控制策略，其参数整定范围较宽，易于工程实现。通过对现场大量的轧制数据统计，在应用模型参数优化程序后，热轧板的平直度与凸度的头部命中率有了一定的提高。     

1750mm冷连轧机弯辊力模型研究与设定

针对1 750mm冷连轧机组的设备特点,计算并分析了弯辊力对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、带钢入口厚度、中间辊横移量、带钢凸度、单位轧制力、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过统计分析和理论计算,利用Origin软件进行多元回归拟合,最终建立了冷连轧过程最优弯辊力预设定模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差低于5.67%,成品带钢的板形标准差平均值降至1.83IU。实践证明,该弯辊力模型具有较高的板形控制精度和较好的板形控制稳定性。     

Development and application of roll contour configuration in temper rolling mill for hot rolled thin gauge steel strip

Abstract

In order to improve the flatness of hot rolled thin gauge steel strip, a new type of roll contour configuration was developed for a four-high temper rolling mill based on the finite element method analysis. The roll contour configuration consists of a variable contact back-up roll contour and a positive crown work roll contour. Both can be described as sixth order polynomial functions. The variable contact back-up roll not only reduces the roll stack deflection and contact stress concentration between work and back-up rolls, but also increases the control capability of the bending force of the work roll. Positive crown work roll contour is utilised to compensate roll wear and in turn the length of temper rolling schedule can be prolonged. After this roll contour configuration was applied on the temper rolling mill of Qiangang Company of Shougang Group, the flatness of hot rolled thin gauge strip was improved by 10% and the working efficiency was also increased as the length of temper rolling schedule was increased.