带钢热连轧机液压AGC变刚度分析.pdf

l 4 辽宁科技学院学报 第 l 0卷 文章编号 1 0 0 8 3 7 2 3 2 0 0 8 0 1 0 0 1 4 0 2 带钢热连轧机液压 A G C变刚度分析 杨庆 国 本钢热连轧厂 辽 宁 本溪 1 1 7 0 0 0 摘要 文章论证和分析了本钢引进的德国A E G公司厚度控制模型算法与我国自行研制的动态设定型变刚度理论之 间的 关 系， 从 而证 明了动态设定型变刚度原理 用于本钢热连轧厂 的液压压 下系统是可行 的， 并实现 了变刚度控制。 关键词 厚度 自动控 制 A G C ； 动 态设定型 A G C；变刚度控制 中图分类号 T G 3 3 4 ． 9 文献标识码 A 0 引言 液压式厚度 自动控制 系统 简称 液压 A G C系统 ， 具有 压力大、 响应快、 精度高等特点。对提高带钢成品质量有重 要作用。对热连轧机 各机架 而言 ， 在轧制 薄规格宽 带钢 时 ， 为改善板形 和减少轧 棍偏心影 响 ， 往往需 要软刚 度， 甚 至恒 压力轧制 ， 为此 ， 研制变刚度厚度控制系统具有现实意义 。 本钢连轧厂 的 A G C系统 是从 德 国 A E G公司引进 的， 其 液压系统 带干油缸的S E R M R S系统 的位置阶跃 0 ． 1 mm 响应 ， 经实测上升 时间为 3 3 m s 下压 和 3 7 m s 上抬 ， 具 有 较快的响应 ， 为实现变刚度控制打下 了良好基础 。本文结 合 引进的A G C系统软件做了详细的分析和推导， 证明它与我 国提出的动态设定型心 、 【 3 等价， 从而采用最简单易行 的方 案在精轧未架上实现了变刚度控制。 l A E G厚控模型算法与动态设定型变刚度后控方 法 的关 系 根据文献[ 3 ] ， 动态设定型变刚度厚控模型为 △ s J 一 ／ 3 詈 △ ／4 △ 1 ／ 3／ 4 一 M c - M M Q 1 一 一McQ K 式 中， K为变刚度 系数。现在 ， 我们推导 A E G模 型算 法 公式， 分析它与动态设定型变刚度厚控方法的关系。 1 ． 1 A E G模型算法公式推导 根据图 1的关系 ， 可推 导 出 A E G的模型算 法公 式。在 正常轧制条件下 ， 设定点 的轧制力 为 P ， 辊缝 为 S ， 压下 量 为d h w 即d h wH 。 一h w ； 当有阶跃扰动 H时， 轧制力变 为P ， 出现厚差 h 0 即厚度恢复到设定值 h w ， 此时的 轧制力为 待求值 。 根据 图 1 可以写出 p p AS 一 2 图中的轧件塑性系数 为 n P 丽 收稿 15 1 期 2 0 0 8 0 1 1 7 作者简介 杨庆国 1 9 6 5 一 ， 男， 辽宁本溪人， 本钢热连轧厂 工程师。 3 h H o △ H w d h w △ H d h w △ H 一 △ h 求 出的 P 代入式 2 得 c 一 c 鲁 ㈩ AS 一 5 式 5 即 B I S R A厚控 模型。所 以 A E G模型算 法是 B I S ． R A方法 的改进。 1 ． 2 A E G模型算法的性质 式 4 是 由两个平 衡状 态推导 出来 的 ， 现在考虑这 两个 平衡状态之间的调节过 程， 即可 找到 A E G厚 控模 型与 动态 设定型变刚度模 型的关系 R N ＼ ＼ ／ ／ j 、 w ／j k _ 1 ／ ／ ＼ l ＼ ， ／ 、 ＼ ／ ／ 、 、 ＼ ／ 、 ／ ／ 、 、 ， ／ } ＼ ＼ ， ／ 一 ～ ＼ ＼ ／ j ＼ ＼ ／ ／ ／ - 、 M 。 ’ H ＼ ＼ I { j l -4 △ s L P ／ H u ． 』 △ H L - I P／ H 、 厚度卜 图 1 阶跃扰动控制过程图 若令 H、 h为零， 则 4 式近似为 1 设 AS 川 0 ， 由图 1 得 A H △ Ah △p ／ M； d h p ／ q； P P △P △s 一 1 e w △ P z △ 等 一 △ 2 设 AS ， ． ， ≠0 ， 由弹跳方程得 6 维普资讯 第 l 0卷第 1 期 辽宁科技学院学报 V o 1 ． 1 0 N o ． 1 2 0 0 8年 3月 J O U R N A L O F L I A O N I N G I N S T I T U T E O F S C I E N C E A N D T E C H N O L O G Y Ma r ． 2 0 0 8 AH△s j J △ J △5 J _ l 代入 4 ， 经整理得 △ 5 J 一 罟 △ 5 J _ l △ 7 根据 6 、 7 两式 ， 我们可以得出这样一个结论， A E G 模型算法具有动态设定型的性质 ， 即有预报轧制力 P 的功 能， 所以具有“ 一步到位” 的性质， 但是没有变刚度的功能。 换句话说， 由A E G模型算法推导出的式 7 与动态设定型变 刚度公式 1 相 比较 ， 除 了少 了一 个变刚 度 系数 K以外 ， 其 余完全相同。 m／厂、 ～ 一 ， 一 一一 一一 ～ 一一～一一一 一⋯⋯⋯⋯ 一 一～ ⋯一⋯⋯一⋯一～一一 、 I 一～一⋯ ⋯～一一 ⋯一一⋯ 一 一．／ ＼ 一 _ J 一， “一 v一 0 、_ ＼ ／ ” 一／ 一、 ” ～ ， 。 。。一 ～一 ～ ～一一 ⋯一、 0 j I 一 ， 一 ． 二二 二 _ 一 ⋯一一⋯一一～ ～ 一一 -一～⋯⋯一一⋯一 一 一 f ＼ ～一一⋯ ～ ～一 ～ 。 。 一 一 } 一 一 ／ 二 一 、 ⋯ 一 ⋯ ＼ 图2 轧制参数的示波照 以上证明了A E G模型算法与动态设定型算法 的一致性。同 是还可以看出 A E G算法中具有预估 Q 功能， 见式 3 ， 但它 必须行先计算出△H和△h ， 这样增加了解计算量。 a 未投入变 刚度功 能； b 投入变刚度功能 K 6 0 ． 3 。 ①厚度监控信号； ②厚调输出； ③变刚度后输出； ④液压 辊缝； ⑤厚差； ⑥轧制压力。 由于证明了A E G模型算法与我国自行研制的动态设定 型变刚度厚控模型具有相同性质 ， 则可将动态设定型变刚度 理论直接应用在现有的的 A E G系统上， 即在 A E G模型计算 出的△s上再乘以 K值“ △s K ”， 若适当选取 K就可以实 现不同当量刚度的控制。 2 实验 结果分 及分 析 图 2是本钢 1 7 0 0 m m热 连轧机 的末架 上进行 变 刚 度功 能现场实验时的示波照。 a 是末架投入变 刚度功能时的示波照 ； b 是投入变刚度 功能后 ， 取变 刚度 系数 K一0 ． 3的 示波照 。由此可 以看 出 系 统具有变 刚度功 能 ， 通 过选取 不 同的变刚度系数， 轧制力波动明显减小， 可使精轧末架实现 软刚度或平整机特 性。减小轧辊 偏心 的影响 和达 到改善 板 形 的 目的。 参考文献 [ 1 ] 张进之． A G C系统数学模型的探讨[ J ] ． 冶金 自动化， 1 9 7 9 ， 2 81 3 ． [ 2 ] 张进之． 压力A G C模型的改进[ J ] ． 冶金 自动化， 1 9 8 2 ， 6 3 1 51 9 ． 3 ] 张进之． 压力A G C系统参数方程及变刚度轧机分析 J ] ． 冶金 自动化， 1 9 8 4 ， 8 1 2 4 3 1 ． [ 4 ] 王立平等． 热连轧机厚度设定与控制系统分析[ J ] ． 控制与决策， 1 9 9 4 ， 9 2 1 1 51 2 0 ． A S t ud y o n t h e Ch an g e a bl e Ri g i d i t y o f Hyd r a u l i c AGC f o r t h e Ho t St r i p M i l l Y A N G Q i n g g u o H o t S t 却 Mi l l ， e ， S t e e l ， B e n x i L i a o n i n g 1 1 7 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r d i s c u s s e s t h e c o mp a t i b i l i t y o f t h e AGC mo d e l a l g o ri t h m f r o m Ge r ma n y A EG W i t h o u r d e v e l o p e d c h an g e a b l e rig i d i t y t h e o r y of d y n a m i c e n a c t m e n t m ode 1 ．I t i s c o n f i rm e d t h a t t h e c h a n g e a b l e ri gi d i t y t h e o ry of d y n a mi c e n a c t m e n t mode l i s f e a s i b l e t o u s e t o t h e h y d r a u l i c s c r e w d o w n s y s t e m f o r t h e h o t s t ri p mi l l ，B e n x i s t e e 1 ．S o，i t i s r e a l i z e d t o o p e r a t e wi t h t h e c h a n g e ab l e ri g i d i t y c o n t r o 1 ． Ke y w o r d s A u t o m a t i c g a u g e C o n t r o l A G C ； D y n a m i c e n a c t m e n t m o d e l o f A G C ； C h a n g e a b l e ri gi d i t y m ode l 维普资讯