新一代全連續熱連軋帶鋼質量智能精准控制系統研究與應用（簡體書）

本書主要介紹新一代全連續熱連軋帶鋼質量智能精准控制系統研究與應用。本書對冶金企業、科研院所從事鋼鐵材料研究和開發的科技人員、工業開發人員具有重要的參考價值，也可供中、高等院校中的鋼鐵冶金、材料學、材料加工、熱處理和焊接等專業的從教人員及研究生閱讀、參考。

東北大學軋製技術及連軋自動化國家重點實驗室(簡稱RAL)是我國軋製技術領域唯一的國家重點實驗室，多年來取得了非常豐富的科研成果。本簡報是該實驗室2013年各項工作的總結，全面反映了實驗室2013年取得的各方面的科研成果。

1常規熱連軋線的全連軋工藝..11.1前言...11.2常規熱軋粗軋機組的佈置形式...11.3半連續熱軋工藝...21.3.1半連續工藝概述...21.3.2粗軋半連續工藝的現存問題...41.4全連續熱軋生產工藝...41.4.1全連續工藝概述...41.4.2全連續工藝典型粗軋機組規程...71.5全連續熱軋生產工藝的先進性...91.6本章小結...102全連續熱連軋自動化系統..112.1自動化系統概述...112.2系統配置要求...112.3基礎自動化設備...132.4網絡設備...132.4.1Profibus-DP網絡系統...132.4.2工業以太網絡系統...142.5過程自動化設備...142.6人機交互設備...152.7PDA數據記錄設備...152.8檢測儀錶...153熱連軋過程微張力控制..173.1概述...173.2無活套微張力控制...173.2.1熱連軋無活套微張力控制思想...173.2.1.1張力的檢測...173.2.1.2微張力控制原理...
183.2.1.3無活套微張力模糊控制器的具體設計...183.2.1.4規則庫的設計...213.2.1.5解模糊策略...213.2.1.6速度級聯控制...223.2.1.7微張力控制的程序框圖...243.2.2控制效果...243.3活套微張力控制...273.3.1活套高度控制系統...283.3.1.1活套高度控制原理...283.3.1.2活套高度控制系統的組成...283.3.1.2.1活套高度基準環節I293.3.1.2.2活套高度檢測環節II293.3.1.2.3活套高度控制環節III293.3.1.2.4控制對象IV..303.3.1.3活套套量計算的數學模型...303.3.1.3.1活套套量理論公式...303.3.1.3.2活套套量工程計算...313.3.2活套張力控制系統...323.3.2.1小張力連軋的建立過程...323.3.2.1.1咬入階段―固定套量的產生...323.3.2.1.2小張力連軋的建立階段―固定套量的排出[4]333.3.2.2活套張力自動控制...343.4活套高度–張力解耦控制系統...
353.4.1活套多變量控制系統...353.4.1.1活套支持器的線性化模型...363.4.1.2活套控制系統的傳遞函數...383.4.2特徵軌跡法(CLM法)...383.4.2.1特徵增益函數和特徵頻率函數...383.4.2.2廣義乃奎斯特(Nyquist)圖...403.4.2.3廣義Nyquist穩定判據...413.4.2.4多變量系統性能分析...413.4.2.4.1穩定性...413.4.2.4.2跟蹤精度和抗幹擾能力...433.4.2.4.3關聯性...433.4.2.4.4故障穩定性(整體性)443.4.2.5特徵軌跡法設計步驟[41]443.4.3活套多變量解耦控制器的設計...453.4.3.1原活套系統的特徵軌跡及失配度曲線...463.4.3.2活套系統解耦控制器的設計...483.4.3.3新活套系統的特徵軌跡以及失配度曲線...493.5活套多變量解耦控制系統仿真...513.5.1未解耦前活套角度變化對張力的影響...513.5.2未解耦前帶鋼張應力變化對活套高度的影響...523.5.3解耦後活套角度變化對張力的影響...
543.5.4解耦後活套角度變化對張力的影響...573.6活套高度-張力控制系統實際應用...574熱連軋厚度控制策略..604.1緒論...604.2熱連軋軋製特性分析...614.2.1數學模型及其線性化...614.2.3影響係數計算...624.2.4熱連軋靜態分析實例...644.2.4.1軋製規程...644.2.4.2影響係數計算...644.2.4.3影響係數分析...684.2.5厚度控制策略分析...704.2.6小結...704.3熱連軋過程的厚度控制策略研究...714.3.1熱連軋厚度控制系統概述...714.3.2厚度計AGC系統...714.3.2.1基於彈跳方程的厚度計AGC.714.3.2.2利用彈跳方程計算厚度存在誤差的原理分析...724.3.2.2.1彈跳方程呈線性時計算厚度存在誤差原理分析...724.3.2.2.2彈跳方程呈非線性時計算厚度存在誤差原理分析...734.3.2.3基於軋機彈跳特性曲線的厚度計AGC.744.3.2.3.1軋機彈跳特性曲線...754.3.2.3.2基於軋機彈跳特性曲線的厚度計AGC系統...
764.3.2.3基於軋機彈跳特性曲線的新型厚度計AGC的應用...774.3.2.3.1應用流程...774.3.2.3.2控制效果分析...784.3.3前饋AGC系統...804.3.3.1前饋AGC控制原理...804.3.3.3前饋AGC應用效果...814.3.3.3.1應用流程...814.3.3.3.2控制效果分析...814.3.4監控AGC.824.3.4.1監控AGC控制原理...824.3.4.1.1基於Smith預估器的監控AGC控制系統...824.3.4.1.2樣本長度的確定...834.3.4.2負荷平衡...844.3.4.3監控AGC應用效果...864.3.5小結...874.4熱連軋厚度控制系統的實際應用...885全連續粗軋強迫寬展模型與數值模擬..905.1帶坯軋製的寬展理論...905.1.1寬展及其分類...905.1.2寬展的組成...915.1.2.1寬展沿軋件橫斷面高度上的分佈...925.1.2.2寬展沿軋件寬度上的分佈...935.1.3影響寬展的因素...945.2平輥軋製寬展模型分析...
955.2.1理論及半理論公式...965.2.2寬展經驗公式...975.3板坯立軋不均勻變形計算模型...985.4強制寬展數學模型...995.5有限元模型的驗證...1045.5.1強迫寬展分析...1055.5.1.1R1孔型軋製對寬展影響...1055.5.1.2R2軋製對寬展影響...1065.5.2壓下量對軋製過程寬展的影響...1065.5.2.1壓下量對R1寬展的影響...1075.5.2.3壓下量對R2寬展的影響...1075.5.3槽頂寬度對寬展的影響...1095.5.3.1槽頂寬度對R1寬展的影響...1095.5.3.2槽頂寬度對R2寬展的影響...1105.5.4槽頂角度對寬展的影響...1115.5.4.1槽頂角度對R1寬展的影響...1125.5.4.2槽頂角度對R2寬展的影響...1135.5.5摩擦係數對寬展的影響...1145.5.6實際應用對比...1146全連續熱連軋過程控制系統..1176.1過程控制系統應用平臺...1176.1.1平臺架構設計...1176.1.2過程控制系統進程線程設計...
1176.2粗軋設定模型控制系統...1216.2.1粗軋區設備平面佈置...1216.2.2粗軋過程機設定控制功能...1226.2.3自動寬度控制(AWC)...1236.3精軋設定模型控制系統...1276.3.1設定模型控制系統邏輯...1276.3.2模型觸發...1286.2.3模型設定流程...1286.2.4模型自學習...1286.2.5負荷分配在線優化...1296.2.5.1功率預報模型...1296.2.5.2功率自學習算法...1296.2.5.3負荷分配的在線優化算法...1316.2.6精軋機組高精度寬度控制策略...1326.2.6.1精軋立輥設定計算...1326.2.6.2精軋立輥模型自學習...1346.2.6.3寬度控制策略應用效果...1356.2.7基於PSO神經元網絡的軋製力預報...1357層流冷卻控制系統...1387.1層流冷卻系統的數學模型...1387.1.1空冷溫降計算模型...1397.1.2水冷溫降計算模型...1397.2層流冷卻控制系統結構與功能...141
7.2.1基礎自動化功能...1427.2.2過程自動化功能...1437.2.2.1預設定計算...1437.2.2.2修正設定計算...1507.2.2.3自學習計算...1517.3帶鋼跟蹤系統設計...1527.3.1基於樣本的帶鋼跟蹤...1537.3.1.1基礎自動化的樣本跟蹤...1537.3.1.2過程自動化的樣本跟蹤...1537.3.2基於樣本跟蹤的組態編輯下發...1547.4帶鋼全長溫度控制...1557.4.1帶鋼頭尾溫度控制...1557.4.1.1熱頭熱尾處理...1557.4.1.2頭部特殊處理...1567.4.2基於Smith預估器的反饋控制...1577.5現場控制效果...157參考文獻...158