Vol.23 No.2 杨海波等：薄板坯连铸连轧中的板带厚度控制及仿真分析 ·141 机窗口间，放置了液压抽动的阶梯止推板(4个 352836(S+222.4S+310026.24)] (2) 位置).这种长行程液压缸与上述阶梯止推板的 线性系统的稳定性是系统自身的固有特 配合使用，充分发挥了液压系统的优点，提高了 性，它和系统的输人信号无关.希望得到的阶跃 快速液压执行机构的稳定性和响应速度，在工 响应特征为：(1)无超调量的最快瞬态响应；(2) 作辊弯辊(WRC)系统的配合下，使成品板带在 有20%超调量的瞬态响应.系统的阶跃响应如 全长上得到稳定的厚度与板形. 图2(a),通过分析可以看出，系统的过渡过程为 邯钢CSP轧机的厚度自动控制要对下述因 20%超调量的最快瞬态响应，上升时间= 素进行补偿：(1)轧机的刚度，每次换辊之后都要 0.065s,蜂值时间t0.11s.可见，该系统是稳定 测量并要计算机存储一次延伸曲线，还要考虑 的.稳定是控制系统正常工作的必要条件，除此 不同辊径及板带宽度的影响；(2)运行过程中工 之外，还要求控制系统必须具有适当的相对稳 作辊的磨损；(3)工作辊弯辊(WRC)系统的影响； 定性.控制系统相对稳定性是通过幅值裕量h (4)工作辊CVC辊型横移系统的影响；（⑤）工作 和相位裕量y进行定量计算的.为了使控制系 辊热凸度的影响；(6)支撑辊轴承在不同速度和 统稳定并具有满意的性能，对于轧钢机，一般要 负荷下的影响.液压压下系统是厚度自动控制 求幅值裕量h≥-(8~10)dB,相位裕量y=45°~65° 中一个快速执行动作的机构，在补偿了上述干 之间.通过运行仿真程序（参数为：K,=260,①，= 扰后，其动作响应速度和稳定性是十分重要的 594,w=556.8,K=665,50.2)得图2b)和(c.由 图看出，该系统的幅值裕量h=16.9425dB,相位 3轧机液压AGC的仿真 裕量y=60.5242°.由图2可得系统开环穿越频率 在大型通用分析软件一Matlab平台上对 o。=75Hz,在w.附近响应曲线的斜率为-20 系统进行仿真.根据所建立的液压压下系统的 dB/10倍频程，说明系统具有良好的稳定性. 20 仿真模型，编制了动态仿真程序，利用Matlab的 (a) 控制系统工具箱及Simulink辅助环境，通过改 旦 10 变系统参数，比较分析仿真结果，评价影响系统 0 动态性能的各种因素.系统的开环传递函数为： GS-K,(1+K"2z+1 -10 -20 ww 0 100 1000 Ap w/rad.s- KK 辰s+X+) (1) -100 -120 b) 其中：S为拉氏变换因子；K,为比例系数；K,为 -140 积分常数；K为伺服放大器系数；K,为伺服阀 -160 流量增益；为伺服阀阻尼系数；@，为同服阀无 -180 阻尼自振频率；点为阻尼比；心为液压缸固有频 -200 率；A,为液压缸活塞的有效面积；K为流量压 9 100 1000 力系数；K为负载的综合弹簧刚度；K,为位移传 w/rad.s- 感器系数 1.5 将邯钢热连轧机有关参数代人式(1)：K,值 1.0 可调，K,0.06,K2-6.25×10-3,Kv=3.712×10-2,= 0.89,w、=594,5=0.2,=556.8,Ap=0.865,K= 0.5 1.47×10-2,K=2.1×10,K-6.65×102.整理后，邯 钢连铸连轧厂第五机架热连轧机开环传递函数 0 0.1 0.2030.4 表达为： t/s GS)=[K(S+16.67)×6.25×13097.27×0.28× 图2液压AGC系统仿真结桌 556.82×665]/[S242.4S+1)S+1057.32S+ Fig.2 Results of hydraulic AGC system simulation丫 杨海波等 薄板坯连铸连轧 中的板带厚度控制及仿真分析 一 机窗 口 间 ， 放置 了液压抽动 的阶梯止推板 个 位置 这种长行程液压缸与上述阶梯止推板的 配合使用 ， 充分发挥 了液压系统的优点 ， 提高了 快速液压执行机构的稳定性和 响应速度 ， 在工 作辊弯辊 又 系统 的配合下 ， 使成 品板带在 全长上得 到稳定 的厚度与板形 邯钢 轧机 的厚度 自动控制要对下述 因 素进行补偿 轧机的刚度 ， 每次换辊之后都要 测 量并要计算机存储一次延伸曲线 ， 还要考虑 不 同辊径及板带宽度的影 响 运行过程 中工 作辊的磨损 工作辊弯辊 卫 系统的影响 工作辊 辊型横移系统 的影 响 工作 辊热 凸度 的影 响 支撑辊轴承在不 同速度和 负荷下 的影 响 液压压下 系统是厚度 自动控制 中一个快速执行动作 的机构 ， 在补偿 了上述干 扰后 ， 其动作响应速度和稳定性是十分重要 的 ‘，，二 津划理七、啊山 轧机液压 的仿真 在大型 通用分析软件— 平 台上对 系统进行仿真 根据所建立 的液压压下 系统 的 仿真模型 ， 编制 了动态仿真程序 ， 利用 的 控制系统工具箱及 如 辅助环境 ， 通过改 变系统参数 ， 比较分析仿真结果 ， 评价影响系统 动态性能的各种 因素 系统的开环传递 函数为 夕 千 线 性 系统 的稳定 性是 系 统 自身 的 固有 特 性 ， 它和 系统 的输人信号无关 希望得到的阶跃 响应特征为 无超调量 的最快瞬态响应 有 超调 量 的瞬态响应 系统的阶跃响应如 图 ， 通过分析可 以看 出 ， 系统 的过渡过程为 超 调 量 的 最 快 瞬 态 响 应 ， 上 升 时 间 ， 峰值时间 布司 ， 可见 ， 该系统是稳定 的 稳定是控制系统正常工作的必要条件 ， 除此 之外 ， 还要求控制系统必须具有适 当的相对稳 定性 控制 系统相对稳定性是通过 幅值裕量 和相位裕量 下进行定量计算 的 为了使控制系 统稳定并具有满意的性能 ， 对于轧钢机 ， 一般要 求幅值裕量 一 一 ， 相位裕量 ，叫 。 一“ “ 之间 通过运行仿真程序 参数为 凡粗 ， 。 ， 山卢 ， 瓦 ， 么闭 得 图 和 由 图看 出 ， 该系统的幅值裕量 加 ， 相位 裕量 厂 由图 可得系统开环穿越频率 口 ‘ ， 在 低 附 近 响应 曲线 的 斜率 为 一 八 倍频程 ， 说 明系统具有 良好 的稳定性 。 、 ， ， ， 。 、 ， 。 ， 气 菊 ， ‘ “ ‘ 不琴哀 ‘ 毋奋 田 ‘ 砚 间 。 拍 一 ， 犬 。 ， 落。 二 、 ， 夕 乙 。 ， 、 下布六。 十 气下二 十下卜。 十 才、 才、 “ 忆刀 刀 一 ‘ ︵ 。喇琴、寒塑︶ 瞥︸辑日日 其 中 为拉 氏变换 因子 凡 为 比例系数 为 积分常数 凡 为伺服放大器 系数 为伺服 阀 流量增益 吞为伺服 阀阻尼 系数 。 、 为伺服阀无 阻尼 自振频率 二为阻尼 比 断 为液压缸 固有频 率 ， 为液压缸 活塞 的有效 面积 为流量压 力系数 为负载 的综合弹簧刚度 凡 为位移传 感器系数 将邯钢 热连轧机有关参数代人式 凡 值 可 调 ， 戈 ， 凡荀 一 ，， 一 ， 吞 ， 山产 ， 氛 ， 。 、 ， 产 ， 瓜 二 一 ‘，， 犬片 ‘ ， 凡 ， 整理后 ， 邯 钢连铸连轧厂第五机架热连轧机开环传递 函数 表达为 以的 · 】 千 一 一 一 佗 田 厅 一 ， 广 ’ 图 液压 系统仿真 结果 淤， 七 勿 血 ， 吐 肠如