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翟富刚,闫桂山/基于MATLAB/Simulink的轧机液压AGC系统建模与仿

时间:2015-07-23来源:未知 作者:admin点击:
基于MATLAB/Simulink的轧机液压AGC系统建模与仿真分析 翟富刚 1 ,闫桂山 2 (1. 燕山大学机械工程学院,河北 秦皇岛 066004;2. 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室,河北 秦皇岛 066004) 摘 要: 以轧机液压AGC系统作为研究对象,采用机理建模
基于MATLAB/Simulink的轧机液压AGC系统建模与仿真分析

翟富刚1,闫桂山2
 (1. 燕山大学机械工程学院,河北 秦皇岛  066004;2. 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室,河北 秦皇岛  066004)

 
摘  要:以轧机液压AGC系统作为研究对象,采用机理建模方法对系统中关键元件如伺服阀、液压缸、轧机辊系、背压回油管道、位移传感器和压力传感器等进行数学建模,基于MATLAB/Simulink软件搭建了轧机液压AGC系统板厚控制仿真模型,从时域和频域角度分析了系统的控制特性,仿真结果将为轧机AGC系统数学模型优化及过程控制奠定基础。
关键词:轧机;AGC;控制特性;

Simulation Analysis of Rolling Mill Hydraulic AGC System Based on MATLAB/Simulink
 ZHAI Fu-gang1, YAN Gui-shan2
(1.      School of Mechanical Engineering,Yanshan University, Qinhuangdao,Hebei 066004,China;
2. Hebei Provincial Key Laboratory of Heavy Machinery Fluid Power Transmission and Control, Qinhuangdao, Hebei 066004,China )
 
ABSTRACT:In this paper,with rolling mill hydraulic AGC System as the research object,the mathematical model of key components are built based on mechanism modeling method, including servo valves, hydraulic cylinders, mill rolls, back-pressure oil return pipe, displacement and pressure sensors, aiming at researching the control characteristics.Using simulation software MATLAB/Simulink to build simulation model,analyzing its control characteristics.The simulation results will lay the foundation for mathematical model optimization and process control of rolling mill hydraulic AGC System.
Key words: rolling mill, AGC, control characteristics
 
基金项目:秦皇岛市科学技术研究与发展计划(201302A035)。
作者简介:翟富刚(1979—),男,河北邯郸人,博士,讲师,主要从事重型机械科研和教学工作。
 
 
        随着国民经济的高速发展,汽车、造船、军工以及航天等高科技工业对带材质量提出了更高的要求[1]。厚度自动控制(Automatic Gauge Control,简称AGC)是带材厚度控制的重要手段[2],对提高带材尺寸精度和性能具有重要意义。与电动AGC相比,液压AGC具有控制精度高、响应速度快以及过载保护简单可靠等优点,成为带钢冷连轧机装备水平高低的重要标志。
       液压AGC系统是一个非线性、多变量、强耦合的复杂时变系统[3-4]。近年来国内外学者对其展开一系列研究[5-7],但我国钢铁整体工艺装备技术水平落后,高精度轧制技术同国外发达国家相比仍存在一定差距[8],因此对液压AGC系统展开深入细致研究具有重要的理论和现实意义。本文通过对轧机液压AGC系统进行数学建模和仿真分析,研究了系统的控制特性。

1.轧机压上系统工作原理

       轧机液压压上系统是AGC系统的基本环[9],接受AGC系统的实时控制,通过对液压缸进行位置(或力)闭环控制,使液压缸实时准确的跟踪设定值,如图1所示。液压系统输出动力推动液压缸向上移动,通过调整辊缝的距离实现轧制板带的厚度控制。位移传感器、压力传感器等实时监测辊缝距离变化,反馈至计算机过程控制系统,实现计算机对系统的实时控制。

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