·1016· 北京科技大学学报 第33卷 阀、位移传感器和伺服放大器等的高阶动态，可以得 0.02 到位置控制传递函数： 0.01 2110.7 G()）=+1983.71+△)s+39.7 0 式中，△为参数摄动项.内环采用PI控制，取K。= -0.01 130,T=0.1.为了提高响应速度，减少计算量，设 控制时域N1=2,预测时域N2=4,A=0.2,轧机刚 0.02 10 20 30 40 5060 70 时间s 度M=4.25×10-6N·mm1,钢板的塑性变形系数 为Q=6×10-6N·mm-1,采样时间为4ms,时滞时间 图5监控AGC系统响应输出 Fig.5 Output of the monitor AGC system T=0.32s.从图1和图2中可以看出，串级系统将 轧制力扰动纳入副回路DAGC系统中.轧制力增量 0.04 如图3所示.如果模型估计准确，G。(s）=G(s)和 0.03 0.02 △5=0.仿真结果如图4和图5所示.其中图4是增 0.01 加了副回路DAGC的串级AGC系统输出，图5是监 0 -0.01 控AGC系统输出.从仿真结果可以看出，采用串级 -0.02 -0.03 控制能够较好的抑制扰动，提高控制精度.当存在 -0.04 10 20 30405060 参数摄动，△=±10%时，串级AGC系统输出如 时间s 图6所示，虽然降低了系统的控制精度，但是系统稳 图6参数摄动情况下串级系统输出 定，仍具有较好的控制效果 Fig.6 Output of the cascade system with parameter variation 路DAGC系统采用PI调节方式，对于进入副回路的 干扰，有超前抑制作用，减少了干扰对主变量的影 响，改善了系统的动态性能，提高了控制精度.最后 的仿真结果表明，AGC控制系统的串级控制方式是 可行的，具有较好的控制性能 10 0 40 50 0 时间s 参考文献 图3轧制力增量 [1]Heams G,Grimble M J.Robust multivariable control for hot strip Fig.3 Increment of rolling force mills.ISU1nl,2000,40(10):995 0.02 Fu J,Yang W D,Li B Q,et al.Robust control for dynamie set AGC in hot strip mill based on u synthesis.J Univ Sci Technol Bei- 0.01 jmg,2006,28(3):293 (傅剑，杨卫东，李伯群，等.基于4综合的热连轧动态设定型 AGC鲁棒控制.北京科技大学学报，2006,28(3)：293) 0.01 B]Tan S B,Bao M W,Liu J C.Research on application of Smith predictor to monitor AGC in hot strip rolling mills//Proceedings of 0.02 10 20 30405060 70 2009 Chinese Control and Decision Conference.Guilin,2009 时间s 4172 图4串级系统响应输出 (谭树彬，包明伟，刘建昌.Sm山预估器在热连轧监控AGC中 Fig.4 Output of the cascade system 的应用研究1/2009中国控制与决策会议论文集.桂林，中国 2009:4172) 5结论 4]Tezuka T,Yamashita T,Sato T,et al.Application of a new auto- matic gauge control system for the tandem cold mill.IEEE Trans 文中在监控AGC系统上增加DAGC副回路控 lnd4pl,2002,38(2):553 制系统，采用串级控制方式将监控AGC与DAGC综 [5]Bulut B,Katebi M R.Grimble M J.Predictive control of hot roll- ing processes/Proceedings of the American Control Conference. 合使用.对于主回路监控AGC系统，基于预估模 3rd Volume.Chicago,2000:2058 型，采用GPC控制，具有较好的鲁棒性.内环副回 [6]Yu L J.Wang J.Intelligent PID control strategy of monitor AGC北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 阀、位移传感器和伺服放大器等的高阶动态，可以得 到位置控制传递函数: Gpl ( s) = 2 110. 7 s 2 + 1 983. 7( 1 + Δξ) s + 39. 7 ． 式中，Δξ 为参数摄动项． 内环采用 PI 控制，取 Kp = 130，Ti = 0. 1． 为了提高响应速度，减少计算量，设 控制时域 N1 = 2，预测时域 N2 = 4，λ = 0. 2，轧机刚 度 M = 4. 25 × 10 － 6 N·mm － 1 ，钢板的塑性变形系数 为 Q = 6 × 10 － 6 N·mm － 1 ，采样时间为 4 ms，时滞时间 τ = 0. 32 s． 从图 1 和图 2 中可以看出，串级系统将 轧制力扰动纳入副回路 DAGC 系统中． 轧制力增量 如图 3 所示． 如果模型估计准确，Gm ( s) = G( s) 和 Δξ = 0． 仿真结果如图4 和图5 所示． 其中图4 是增 加了副回路 DAGC 的串级 AGC 系统输出，图 5 是监 控 AGC 系统输出． 从仿真结果可以看出，采用串级 控制能够较好的抑制扰动，提高控制精度． 当存在 参数摄动，Δξ = ± 10% 时，串级 AGC 系统输出如 图 6所示，虽然降低了系统的控制精度，但是系统稳 定，仍具有较好的控制效果． 图 3 轧制力增量 Fig． 3 Increment of rolling force 图 4 串级系统响应输出 Fig． 4 Output of the cascade system 5 结论 文中在监控 AGC 系统上增加 DAGC 副回路控 制系统，采用串级控制方式将监控 AGC 与 DAGC 综 合使用． 对于主回路监控 AGC 系统，基于预估模 型，采用 GPC 控制，具有较好的鲁棒性． 内环副回 图 5 监控 AGC 系统响应输出 Fig． 5 Output of the monitor AGC system 图 6 参数摄动情况下串级系统输出 Fig． 6 Output of the cascade system with parameter variation 路 DAGC 系统采用 PI 调节方式，对于进入副回路的 干扰，有超前抑制作用，减少了干扰对主变量的影 响，改善了系统的动态性能，提高了控制精度． 最后 的仿真结果表明，AGC 控制系统的串级控制方式是 可行的，具有较好的控制性能． 参 考 文 献 ［1］ Hearns G，Grimble M J． Robust multivariable control for hot strip mills． ISIJ Int，2000，40( 10) : 995 ［2］ Fu J，Yang W D，Li B Q，et al． Robust control for dynamic set AGC in hot strip mill based on μ synthesis． J Univ Sci Technol Bei￾jing，2006，28( 3) : 293 ( 傅剑，杨卫东，李伯群，等． 基于 μ 综合的热连轧动态设定型 AGC 鲁棒控制． 北京科技大学学报，2006，28( 3) : 293) ［3］ Tan S B，Bao M W，Liu J C． Research on application of Smith predictor to monitor AGC in hot strip rolling mills / / Proceedings of 2009 Chinese Control and Decision Conference． Guilin，2009: 4172 ( 谭树彬，包明伟，刘建昌． Smith 预估器在热连轧监控 AGC 中 的应用研究 / / 2009 中国控制与决策会议论文集． 桂林，中国 2009: 4172) ［4］ Tezuka T，Yamashita T，Sato T，et al． Application of a new auto￾matic gauge control system for the tandem cold mill． IEEE Trans Ind Appl，2002，38( 2) : 553 ［5］ Bulut B，Katebi M R，Grimble M J． Predictive control of hot roll￾ing processes / / Proceedings of the American Control Conference． 3rd Volume． Chicago，2000: 2058 ［6］ Yu L J，Wang J． Intelligent PID control strategy of monitor AGC ·1016·