D0I:10.13374/i.issnl00113.2007..020 第29卷第3期 北京科技大学学报 Vol.29 No.3 2007年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2007 热轧带钢板形板厚反馈解耦控制 令狐克志) 何安瑞)杨荃)赵林)郭晓波 1)北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京1000832)鞍山钢铁集团公司，鞍山114021 摘要宽带钢热连轧过程中，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，因此两者各自的控制回路必 然存在着相互耦合的关系，这种耦合关系严重影响热轧宽带钢板形板厚综合质量的提高·本文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，解耦控制环节的引入，基本消除板厚控制 和板形控制之间的影响，尤其是消除辊缝调节对板凸度的连带干扰，解耦控制效果良好， 关键词钢板；热连轧；板形控制：板厚控制：反馈解耦 分类号TP273+.4 随着现代工业的迅速发展，板带材应用越来越 的大小来消除各种因素变化对轧件厚度的影响，自 广泛，在对板带厚度要求越来越高的同时，对带钢板 弹跳方程提出以来，经过几十年的发展，板厚控制技 形的要求也越来越严格.自20世纪50年代英国钢 术已经相对成熟，为了考虑板厚控制对板形凸度的 铁协会(BISRA)提出弹跳方程以来，厚度自动控制 影响，文献[3]对弹跳方程作了适当的改进，引入了 系统(AGC)得到很好的发展，板带纵向厚度精度得 弯辊力纵向刚度Mw,改进的弹跳方程为： 到很好的改进，但是，由于AGC属于正反馈控制， h=s+F+2+0p+GM (1) 纵向厚度的改善带来了压力波动的加大，带钢板形 Mp Mw 质量或者说横向厚差质量恶化山.为了保证获得良 式中，h为带钢出口厚度，S为轧机空载辊缝，Fo为 好厚度精度的同时获得较好的板形精度，目前较为 轧机轧辊预压靠力，Mp为轧制力纵向刚度，Or为 常用的控制方法就是利用Shohet[]的控制策略，即 轧制条件下轧机轴承的油膜厚度，G为由于轧辊 采用热连轧多机架分工联合控制的方法，前几个机 热膨胀及磨损等引起的轧机中心线空载辊缝的漂 架主要控制压下获取纵向目标厚度，末机架（成品机 移，Mw为使机座开口度增加1mm所加的弯辊力， 架)控制横向厚差保证板形的策略。这种控制方法 Fw为实际弯辊力，Fp为实际轧制力， 由于没有从板形板厚控制之间存在的耦合机理出 1.2板形控制数学模型 发，因此虽然带钢质量得到一定改善，但是从实测结 板形控制主要通过液压弯辊机构调整有载辊缝 果中可以看出带钢质量波动很大，尤其是当热连轧 的形状来实现带钢凸度的控制，因此凸度方程可以 机组引入强力液压弯辊之后3)，板形板厚控制之间 写为： 的耦合矛盾愈加明显，影响带钢综合质量的提高， 因此研究板形板厚的耦合机理进而提出解耦控制方 G-=是长+KaCa+KwGex十KaGm 法已经成为提高宽带钢热连轧综合质量控制非常迫 (2) 切的任务 式中，Ch为带钢出口凸度，CH,CwR和CBR为带钢 来料凸度、工作辊形和支持辊辊形，Kp和Kw为轧 1板形板厚数学模型 制力和弯辊力的横向刚度，KH,KWR和KBR为带钢 1.1板厚控制数学模型 来料凸度、工作辊凸度和支持辊凸度对带钢出口凸 宽带钢热连轧机组中，板厚控制主要控制有载 度的影响系数， 辊缝的中点开口度，采用液压压下机构来控制辊缝 1.3执行机构数学模型 板形板厚的执行机构分别为液压弯辊和液压压 收稿日期：2005-12-01修回日期：2006-04-18 下机构，在一般情况下可以简化为二阶振荡环节，即 基金项目：“九五”国家重大技术装备研制项目(N。.97-31-001) 作者简介：令狐克志(1978一)，男，博士研究生：杨荃(1964一)， 数学描述为： 男，教授，博士生导师
热轧带钢板形板厚反馈解耦控制 令狐克志1） 何安瑞1） 杨 荃1） 赵 林2） 郭晓波2） 1） 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京100083 2） 鞍山钢铁集团公司鞍山114021 摘 要 宽带钢热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两者各自的控制回路必 然存在着相互耦合的关系这种耦合关系严重影响热轧宽带钢板形板厚综合质量的提高．本文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环节的引入基本消除板厚控制 和板形控制之间的影响尤其是消除辊缝调节对板凸度的连带干扰解耦控制效果良好． 关键词 钢板；热连轧；板形控制；板厚控制；反馈解耦 分类号 TP273＋∙4 收稿日期：20051201 修回日期：20060418 基金项目：“九五”国家重大技术装备研制项目（No．97－316－01－01） 作者简介：令狐克志（1978－）男博士研究生；杨 荃（1964－） 男教授博士生导师 随着现代工业的迅速发展板带材应用越来越 广泛在对板带厚度要求越来越高的同时对带钢板 形的要求也越来越严格．自20世纪50年代英国钢 铁协会（BISRA）提出弹跳方程以来厚度自动控制 系统（AGC）得到很好的发展板带纵向厚度精度得 到很好的改进．但是由于 AGC 属于正反馈控制 纵向厚度的改善带来了压力波动的加大带钢板形 质量或者说横向厚差质量恶化［1］．为了保证获得良 好厚度精度的同时获得较好的板形精度目前较为 常用的控制方法就是利用 Shohet ［2］的控制策略即 采用热连轧多机架分工联合控制的方法前几个机 架主要控制压下获取纵向目标厚度末机架（成品机 架）控制横向厚差保证板形的策略．这种控制方法 由于没有从板形板厚控制之间存在的耦合机理出 发因此虽然带钢质量得到一定改善但是从实测结 果中可以看出带钢质量波动很大尤其是当热连轧 机组引入强力液压弯辊之后［3］板形板厚控制之间 的耦合矛盾愈加明显影响带钢综合质量的提高． 因此研究板形板厚的耦合机理进而提出解耦控制方 法已经成为提高宽带钢热连轧综合质量控制非常迫 切的任务． 1 板形板厚数学模型 1∙1 板厚控制数学模型 宽带钢热连轧机组中板厚控制主要控制有载 辊缝的中点开口度采用液压压下机构来控制辊缝 的大小来消除各种因素变化对轧件厚度的影响．自 弹跳方程提出以来经过几十年的发展板厚控制技 术已经相对成熟．为了考虑板厚控制对板形凸度的 影响文献［3］对弹跳方程作了适当的改进引入了 弯辊力纵向刚度 MW改进的弹跳方程为： h＝S＋ FP－FP0 MP ＋ 2FW MW ＋ OF＋ G M （1） 式中h 为带钢出口厚度S 为轧机空载辊缝FP0为 轧机轧辊预压靠力MP 为轧制力纵向刚度OF 为 轧制条件下轧机轴承的油膜厚度G M 为由于轧辊 热膨胀及磨损等引起的轧机中心线空载辊缝的漂 移MW 为使机座开口度增加1mm 所加的弯辊力 FW 为实际弯辊力FP 为实际轧制力． 1∙2 板形控制数学模型 板形控制主要通过液压弯辊机构调整有载辊缝 的形状来实现带钢凸度的控制因此凸度方程可以 写为： Ch＝ FP KP － FW K W ＋ K H CH＋ K WR CWR＋ KBR CBR （2） 式中Ch 为带钢出口凸度CHCWR和 CBR为带钢 来料凸度、工作辊形和支持辊辊形KP 和 K W 为轧 制力和弯辊力的横向刚度K HK WR和 KBR为带钢 来料凸度、工作辊凸度和支持辊凸度对带钢出口凸 度的影响系数． 1∙3 执行机构数学模型 板形板厚的执行机构分别为液压弯辊和液压压 下机构在一般情况下可以简化为二阶振荡环节即 数学描述为： 第29卷 第3期 2007年 3月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．3 Mar．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．03．020
第3期 令狐克志等：热轧带钢板形板厚反馈解耦控制 .339 G.(s)一，2+250s十0w 20 Gw(s p21] KW MW KP(MP+Q) 一G(s) Mp+Q KP 2 Mp Mp G.(s)=2+250,s十0 -Gw (s)Mw(Mp+Q) G.(s)Mp+ 式中，气，为轧机液压弯辊系统的阻尼系数，专为轧 「△FW (8) L△SJ 机液压压下系统的阻尼系数，ww为轧机液压弯辊 系统的无阻尼自然振荡频率，心。为轧机液压压下系 从系统的传递函数矩阵W(s)中可以看出，控制系 统的无阻尼自然振荡频率， 统中耦合关系的存在，主要是因为传递函数中0， 1.4金属弹塑性方程 ≠j:(i,=1,2)的作用，为了消除这些耦合支路 从金属受力的弹性变形角度考虑，带钢出口厚 的影响，引入解耦控制器W。(s),形成闭环控制环 度与板坯来料厚度以及在轧制过程当中受到的轧制 路如图1所示 力直接相关，因此带钢出口厚度还可以用弹性变形 w90w间w 公式表示为： =H6 图1闭环反馈解耦控制回路 (4) Fig-1 Control loop of feed-back decoupling 式中，Q为带钢刚度，h为带钢出口厚度，H为带钢 图1中的W(s)为待设计的2×2解耦补偿 来料厚度 器，为了达到解除耦合的效果，引入解耦补偿器之 后要求△Ch仅受△Fw控制，△h仅受△S控制，根 2板形板厚反馈解耦 据解耦控制控制系统结构图，可以得到系统的传递 根据以上分析可知带钢板形板厚综合控制系统 函数： 是一个耦合系统，由前面的数学模型，可以得到厚度 增量△h和凸度增量△Ch与弯辊力增量△Fw、辊缝 wo)-得-[+w(wa()）(9) 增量△S和带钢来料厚度变化△H之间的传递有如 式中，Wo(s)=W(s)W(s)为系统开环传递函数 下关系： 矩阵，引入解耦补偿器W(s)的目的在于使得解耦 后系统的传递函数W(s)矩阵为一个对角矩阵，保 2MP0一1+1] △C=-L(Mp十Q)MKeK △Fw一 留系统的主通道传递函数不变，令： 0,≠j M01△s+,Me△H wij=P Mp+Q Kp (Mp+0) (0前，=j (5) aa=04s+Ma+oa+ w∈W(s),w∈wr(s),i,j=1,2(10) 可以得到： MoaH Wo(s)=W(s)[I-w(s)]-1 因为Wo(s)=W(s)W。(s),所以可以得到 △H为来料厚度波动，不能作为控制输入量，因此选 W(s)=W(s)Wo(s),进而可以得到： 取弯辊力变量△Fw和辊缝调整量△S作为输入变 W.(s)=WwF(s)Ww(s)[-W(s)]-1(11) 量，带钢凸度变化△C.和厚度变化△h作为输出变 量，用传递函数矩阵来标示： 3 数值计算 Y(s)=Wp(s)U(s) (6) 从数学模型中可以看出，板形板厚的耦合关系 因此可以得到： 中，具体的数量值与轧机的耦合特性参数有着密切 的关系，这些特性参数是轧制力纵向刚度Mp、弯辊 U(s)=(△Fw,△S)T (7) 力纵向刚度Mw、带钢刚度Q、轧制力横向刚度 Y(s)=(△Ch,△h)T KP、弯辊力横向刚度Kw、轧机液压弯辊系统的阻 所以，式(5)可以改写成： 尼系数气、轧机液压压下系统的阻尼系数ξ、轧机 [△Ch 液压弯辊系统的无阻尼自然振荡频率wW、轧机液 L△hJ 压压下系统的无阻尼自然振荡频率心。·为了验证
Gw （ s）＝ ww s 2＋2ξw ww s＋ ww Gs（ s）＝ ws s 2＋2ξs ws s＋ ws （3） 式中ξw 为轧机液压弯辊系统的阻尼系数ξs 为轧 机液压压下系统的阻尼系数ww 为轧机液压弯辊 系统的无阻尼自然振荡频率ws 为轧机液压压下系 统的无阻尼自然振荡频率． 1∙4 金属弹塑性方程 从金属受力的弹性变形角度考虑带钢出口厚 度与板坯来料厚度以及在轧制过程当中受到的轧制 力直接相关因此带钢出口厚度还可以用弹性变形 公式表示为： h＝ H－ FP Q （4） 式中Q 为带钢刚度h 为带钢出口厚度H 为带钢 来料厚度． 2 板形板厚反馈解耦 根据以上分析可知带钢板形板厚综合控制系统 是一个耦合系统由前面的数学模型可以得到厚度 增量Δh 和凸度增量ΔCh 与弯辊力增量ΔFW、辊缝 增量ΔS 和带钢来料厚度变化ΔH 之间的传递有如 下关系： ΔCh＝－ 2MP Q （ MP＋ Q） MW 1 KP ＋ 1 K W ΔFW－ MP Q MP＋ Q 1 KP ΔS＋ MP Q （ MP＋ Q） ΔH Δh＝ MP MP＋ Q ΔS＋ 2MP MW（ MP＋ Q） ΔFW＋ Q （ MP＋ Q） ΔH （5） ΔH 为来料厚度波动不能作为控制输入量因此选 取弯辊力变量ΔFW 和辊缝调整量ΔS 作为输入变 量带钢凸度变化ΔCh 和厚度变化Δh 作为输出变 量用传递函数矩阵来标示： Y（ s）＝ WP（ s） U（ s） （6） 因此可以得到： U（ s）＝（ΔFWΔS） T Y（ s）＝（ΔChΔh） T （7） 所以式（5）可以改写成： ΔCh Δh ＝ － Gw（ s） 1 KW ＋ MP Q MW KP（ MP＋ Q） － Gs（ s） MP Q MP＋ Q 1 KP － Gw（ s） 2MP MW（ MP＋ Q） Gs（ s） MP MP＋ Q · ΔFW ΔS （8） 从系统的传递函数矩阵 WP （ s）中可以看出控制系 统中耦合关系的存在主要是因为传递函数中 wij i≠ j；（ ij＝12）的作用．为了消除这些耦合支路 的影响引入解耦控制器 Wc（ s）形成闭环控制环 路如图1所示． 图1 闭环反馈解耦控制回路 Fig．1 Control loop of feed-back decoupling 图1中的 Wc（ s）为待设计的2×2解耦补偿 器．为了达到解除耦合的效果引入解耦补偿器之 后要求ΔCh 仅受ΔFW 控制Δh 仅受ΔS 控制根 据解耦控制控制系统结构图可以得到系统的传递 函数： W（ s）＝ Y（ s） U（ s） ＝［1＋ W0（ s）］ －1W0（ s） （9） 式中W0（ s）＝ WP （ s） Wc（ s）为系统开环传递函数 矩阵．引入解耦补偿器 Wc（ s）的目的在于使得解耦 后系统的传递函数 W（ s）矩阵为一个对角矩阵保 留系统的主通道传递函数不变令： w ∗ ij ＝ 0 i≠ j w P ij i＝ j w ∗ ij ∈ W（ s）w P ij∈ WP（ s）ij＝12 （10） 可以得到： W0（ s）＝ W（ s）［ I－ W（ s）］ －1 因为 W0（ s ） ＝ WP （ s ） Wc （ s ）所 以 可 以 得 到 Wc（ s）＝ W －1 P （ s） W0（ s）进而可以得到： Wc（ s）＝ W －1 P （ s） W（ s）［ I－ W（ s）］ －1 （11） 3 数值计算 从数学模型中可以看出板形板厚的耦合关系 中具体的数量值与轧机的耦合特性参数有着密切 的关系．这些特性参数是轧制力纵向刚度 MP、弯辊 力纵向刚度 MW、带钢刚度 Q、轧制力横向刚度 KP、弯辊力横向刚度 K W、轧机液压弯辊系统的阻 尼系数ξw、轧机液压压下系统的阻尼系数 ξs、轧机 液压弯辊系统的无阻尼自然振荡频率 ww、轧机液 压压下系统的无阻尼自然振荡频率 ws．为了验证 第3期 令狐克志等： 热轧带钢板形板厚反馈解耦控制 ·339·
,340 北京科技大学学报 第29卷 解耦控制器的有效性，本文以国内某1700热连轧机 品机架)的系统特性参数如表1. 组为研究对象，从生产现场获取了一组F6机架（成 表1热轧精轧机组6机架工业特性参数 Table 1 Trait parameters of the F6 plant of finishing rolling Mp/ M./ K./ Kp/ ol w./Hz 0./Hh (kN'mm-1) (kN'mm) (kN.mm-1) (kN'mm-1) (kN'mm-1) 4790 7240 12 124 18010 0.005 0.005 20100 20000 于是可以得到板形板厚的耦合传递函数矩阵 如图2为未解耦的板形板厚综合控制仿真（图 Wp(s): 中的实线为激烈信号，虚线为响应曲线)·从仿真结 1929.6 693850 果可以看出，任一调节输入量的变化对副通道输出 2+201,+20100 :2+200s十20000 均有影响，尤其是输入辊缝调节△S在对带钢板厚 W%(s)= 1.325 4507.4 做主通道控制作用的同时，对带钢的板形质量影响 2+201,+20100 2+200,+20000- 程度非常大，因此严重影响了带钢质量的综合提 根据反馈解耦方法可以得到系统的解耦矩阵 高，必须采取解耦措施 Wc(s)如下： 按照反馈解耦控制思想加入解耦网络，其系统 W(s)= 控制如图3所示（左边虚框内部分），采用输入解耦 2+201+20100 2+201+20100 2+201+2029.6 ×0.9 △Fw 2+200+15492.6 ×325.2 2+200+20000 2.66X10-4 2+200士2000 2 ×0.9 +201x+22029.6 s+200x+15492.6 4 仿真实验 为了验证解耦模型的有效性采用计算机仿真， 采用上述模型及该F6机架的性能参数，设弯辊力 调节量和辊缝调节输入量分别为幅值为1、频率为1 图3反馈解耦控制器示意图 的正弦波激励信号： Fig.3 Schematic diagram of feed-back decoupling △Fw=sint △S=sint 20 汤 .20 0 调节时间s 调节时间s (a)板形输出受板厚调节△S-=sinr的响应 (a)板形输出受板厚调节△S=sint的响应 1.0 1.0 0.5 05 0.5 2 4 调节时间/s 调节时间s (b)板厚输出受板形调节△Fw=sint的响应 ()板厚输出受板形调节△F=sint的响应 图4板形板厚解耦后响应曲线 图2板形板厚耦合响应曲线 Fig.4 Output curves of gauge and shape with decoupling Fig-2 Output curves of gauge and shape with coupling
解耦控制器的有效性本文以国内某1700热连轧机 组为研究对象从生产现场获取了一组 F6机架（成 品机架）的系统特性参数如表1． 表1 热轧精轧机组 F6机架工业特性参数 Table1 Trait parameters of the F6plant of finishing rolling MP／ （kN·mm －1） Mw／ （kN·mm －1） Kw／ （kN·mm －1） KP／ （kN·mm －1） Q／ （kN·mm －1） ξw ξs w w／Hz ws／Hz 4790 7240 12 124 18010 0∙005 0∙005 20100 20000 于是可以得到板形板厚的耦合传递函数矩阵 WP（ s）： WP（s）＝ － 1929∙6 s 2＋201s＋20100 － 693850 s 2＋200s＋20000 － 1∙325 s 2＋201s＋20100 4507∙4 s 2＋200s＋20000 根 据 反 馈 解 耦 方 法 可 以 得 到 系 统 的 解 耦 矩 阵 WC（ s）如下： Wc（ s）＝ s 2＋201s＋20100 s 2＋201s＋22029∙6 ×0∙9 s 2＋201s＋20100 s 2＋200s＋15492∙6 ×325∙2 s 2＋200s＋20000 s 2＋201s＋22029∙6 ×2∙66×10 －4 s 2＋200s＋20000 s 2＋200s＋15492∙6 ×0∙9 4 仿真实验 为了验证解耦模型的有效性采用计算机仿真 采用上述模型及该 F6机架的性能参数设弯辊力 调节量和辊缝调节输入量分别为幅值为1、频率为1 的正弦波激励信号： ΔFW＝sin t ΔS＝sin t 图2 板形板厚耦合响应曲线 Fig．2 Output curves of gauge and shape with coupling 如图2为未解耦的板形板厚综合控制仿真（图 中的实线为激烈信号虚线为响应曲线）．从仿真结 果可以看出任一调节输入量的变化对副通道输出 均有影响尤其是输入辊缝调节ΔS 在对带钢板厚 做主通道控制作用的同时对带钢的板形质量影响 程度非常大．因此严重影响了带钢质量的综合提 高必须采取解耦措施． 按照反馈解耦控制思想加入解耦网络其系统 控制如图3所示（左边虚框内部分）采用输入解耦 图3 反馈解耦控制器示意图 Fig．3 Schematic diagram of feed-back decoupling 图4 板形板厚解耦后响应曲线 Fig．4 Output curves of gauge and shape with decoupling ·340· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷
第3期 令狐克志等：热轧带钢板形板厚反馈解耦控制 .341. 前相同的幅值为1、频率为1的正弦控制输入信号， 果明显，尤其是使得耦合严重的板厚调节对板形的 此时两个输出对副通道干扰调节输入量的响应如图 影响降到了可忽略的程度 4所示（图中的实线为激烈信号，虚线为响应曲线） 由响应曲线可以看出，输出响应与输入信号之间的 参考文献 副通道干扰非常之小，可以忽略不计，极大地改善了 [1]张进之，动态设定型板形板厚控制系统.冶金设备，2000(5)： 6 板厚调节对板形的耦合影响，且状况稳定理想，实现 [2]黄庆学，梁爱生高精度轧制技术。北京：冶金工业出版社， 了带钢板形板厚的解耦控制目标， 2002 5结论 [3]曹建国，张杰，陈先霖，等。热轧带钢板形板厚综合控制系统 的耦合关系.北京科技大学学报，2000,22(6)：551 (1)在板形控制数学模型和板厚控制数学模型 [4]连家创，刘宏民。板形板厚控制.北京：兵器工业出版社， 的基础上，结合工业生产实际，建立了板形板厚综合 1996 [5]王永初.解耦控制系统.成都：四川科学技术出版社，1985 控制耦合模型. [6]张进之，张宇.板形板厚数学理论.冶金设备，2002(3)：4 (②)采用反馈解耦的方法，设计了解耦控制器， [7】卢秉林.板形一板厚综合控制方法的探讨.冶金设备，2002 实现了板形板厚综合控制的解耦，为综合提高热轧 (4):9 带钢质量奠定了理论基础 [8]李斌，何济民.现代控制理论.重庆：重庆大学出版社，2003 (③)计算机仿真结果表明，板形和板厚控制之 [9]Shinskey FG,过程控制系统应用设计与整定.3版.北京：清 华大学出版社，2004 间确实存在严重的耦合关系；解耦控制器的使用效 Feedback-decoupling for a combined shape and gauge control system in hot strip rolling LINGHU Kezhi,HE Anrui,YANG Quan,ZHAO Lin,GUO Xiaobo2) 1)National Engineering Research Center for Advanced Rolling.University of science and technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Anshan Iron and Steel Company.Anshan 1140021.China ABSTRACI The essence of both automatic shape control (ASC)and automatic gauge control (AGC)is the controlling of loaded gap between rolls,so the closed control loops of ASC and AGC are coupled.The coupling between ASC and AGC holds down improvement of the combined controlling quality of ASC and AGC heavily. After the coupled process control model was developed,a feedback decoupling controller was proposed to decou- ple the model.The simulation result is perfect and indicates that the cross coupling between ASC and AGC espe cially the disturbance from AGC to ASC was depressed,which ensures the quality of the decoupling controller KEY WORDS steel plate:hot strip rolling:shape control;gauge control;feedback-decoupling
前相同的幅值为1、频率为1的正弦控制输入信号 此时两个输出对副通道干扰调节输入量的响应如图 4所示（图中的实线为激烈信号虚线为响应曲线）． 由响应曲线可以看出输出响应与输入信号之间的 副通道干扰非常之小可以忽略不计极大地改善了 板厚调节对板形的耦合影响且状况稳定理想实现 了带钢板形板厚的解耦控制目标． 5 结论 （1） 在板形控制数学模型和板厚控制数学模型 的基础上结合工业生产实际建立了板形板厚综合 控制耦合模型． （2） 采用反馈解耦的方法设计了解耦控制器 实现了板形板厚综合控制的解耦为综合提高热轧 带钢质量奠定了理论基础． （3） 计算机仿真结果表明板形和板厚控制之 间确实存在严重的耦合关系；解耦控制器的使用效 果明显尤其是使得耦合严重的板厚调节对板形的 影响降到了可忽略的程度． 参 考 文 献 ［1］ 张进之．动态设定型板形板厚控制系统．冶金设备2000（5）： 6 ［2］ 黄庆学梁爱生．高精度轧制技术．北京：冶金工业出版社 2002 ［3］ 曹建国张杰陈先霖等．热轧带钢板形板厚综合控制系统 的耦合关系．北京科技大学学报200022（6）：551 ［4］ 连家创刘宏民．板形板厚控制．北京：兵器工业出版社 1996 ［5］ 王永初．解耦控制系统．成都：四川科学技术出版社1985 ［6］ 张进之张宇．板形板厚数学理论．冶金设备2002（3）：4 ［7］ 卢秉林．板形－板厚综合控制方法的探讨．冶金设备2002 （4）：9 ［8］ 李斌何济民．现代控制理论．重庆：重庆大学出版社2003 ［9］ Shinskey F G．过程控制系统－应用设计与整定．3版．北京：清 华大学出版社2004 Feedback-decoupling for a combined shape and gauge control system in hot strip rolling LINGHU Kez hi 1）HE A nrui 1）Y A NG Quan 1）ZHAO L in 2）GUO Xiaobo 2） 1） National Engineering Research Center for Advanced RollingUniversity of science and technology BeijingBeijing100083China 2） Anshan Iron and Steel CompanyAnshan1140021China ABSTRACT The essence of both automatic shape control （ASC） and automatic gauge control （AGC） is the controlling of loaded gap between rollsso the closed control loops of ASC and AGC are coupled．The coupling between ASC and AGC holds down improvement of the combined controlling quality of ASC and AGC heavily． After the coupled process control model was developeda feedback decoupling controller was proposed to decouple the model．The simulation result is perfect and indicates that the cross coupling between ASC and AGC especially the disturbance from AGC to ASC was depressedwhich ensures the quality of the decoupling controller． KEY WORDS steel plate；hot strip rolling；shape control；gauge control；feedback-decoupling 第3期 令狐克志等： 热轧带钢板形板厚反馈解耦控制 ·341·
