Vol.16 No.6 戴哓珑等：AGC-AFC综合系统解耦控制 .579. U,+D(s)·Y,=X 1U,+D1(s)·X1=X: 即：U=DX (12) 其中：U=[UUJ,X=X,X; -] 令输出C=[C,C,则：C=G·X=G·DI·U (13) 当：D2(s)=-G12(s)/G(s方D2(s)=-G(s)/G2(s,求出C,实现了解耦，即： [G(s) 01 C= 0 U G22s) (14) 3控制器设计 经过解耦，板厚、板形成为两个独立的系统，可分别进行控制.AGC、AFC控制系统 的结构是一样的· 令：YS以RS)GS以GS以GS,DS)分别为控制系统的输出、输出参考值、被控系 统、控制器和干扰环节的传递函数及干扰量，则： Y(s)=e"(Gp(s).D(s)+Gp(s).Gc(s)[R(s)-Y(s)]) (15) 由此得输出对输入，干扰量的闭环传递函数： GB(s)=[G(s)Gp(s)e-"]/[1+Gp(s).G(s)e] G8(s)=[Go(s)·e]/[1+G(s)·G.(s)e] (16) 由式(16)可知GS)、G⑤的特征函数是一样的，均包含相同的延迟环节.为此在控制器 上并上一个补偿网络Gs捫，G(S)=G(s)1-e). 控制器为PD控制器.为消除高频信号干扰，在其上串接一阶低通滤波器，构成实际 PID控制器. 4仿真研究 应用上述算法，对AGC一AFC系统进行控制仿真，仿真中的参数取值如下： 弯辊系统：K1=1:T=0.01s方K=-0.05:T=0.02SkT=0.025s) 压下系统：K,=1;T=0.01(sKp=0.02;T=0.02S;T=0.0125s) 采样周期：T=0.01(s方出口厚度：h=1.97+△h(mm) 来料厚度：H=2.75+0.02sint(mm) 来料横向厚差：△H.=0.01+0.01sint(mm) 来料横向张力差：△c。=0.01+0.01sinaωt(kg/mm) 仿真结果如附图所示由图可看出，Smith预估器的引入，克服了延滞环节对系统稳定性 的影响，调节时间和跟踪效果均有所改善；PD控制器参数选择自由度大，在来料的厚度、横向 厚差、横向张力差变化时，仍能取得较好的控制效果，具有良好抗干扰能力；当AGC-AFC只V o l . 16 N 6 . 6 戴 晓珑等 : A〔代二一 A F C 综合 系 统解祸控制 、了. . 矛. ù, , ù 、 J且 ,.且 了.` 、 厅了. 扩 、 〔几+ ” 2 1 (s) ’ 戈 一 戈 ( . 创 2 + D 1 2 ( s ) · 尤 1 = X Z 其 中 : u = [ v l , u Z ] T , X = [X l , X Z ] T ; 即 : U = D X D 一 l[ -L D I : l 令 输 出 C = IC I , C 汀 f , 则 : 当: D 1 2 ( s ) = 一 G , 2 ( s ) / G , 1 ( s ) ; C = G · X = G · D D : l ( s ) = 一 G : 1 ( s ) /G : 2 ( s人 一 圈 1 , ( “ , G 2 2 (君」 · U 求 出 C , 实 现 了 解 藕 , 即 : ( 14 ) 3 控制器设 计 经 过解 祸 , 板厚 、 板 形成 为 两个 独立 的系 统 , 可 分 别 进 行 控 制 . A G C 、 AF C 控 制 系 统 的结构 是一 样 的 . 令 : 玮) 、 R (s) 、 G P (s) 、 G (s ) G o(s ) D (s) 分别 为控 制系 统 的输 出 、 输 出参考值 、 被控系 统 、 控制 器和 干扰 环节 的 传递 函 数及 干扰量 , 则 : Y ( s ) = e r s { G 。 ( S ) · D ( S ) + G P ( S ) · G C ( s )【R ( s ) 一 Y ( · 、 )」} ( 15 ) 由此 得输 出对输人 , 干扰 量 的 闭环传递 函数 : 了G 盆( 、 ) = IG e ( s ) G P ( s ) e 一 ` ’ ]/ [ l + G P ( s ) · G 。 ( s ) e 一 下` ] 飞G 忿( 、 ) 一 [。 n ( 、 ) · 。 一 ] / [ l + G P ( 、 ) · G 。 ( 、 ) e 一 ] ( 16 ) 由式 ( 16 ) 可知 G 会(s) 、 G奢(s) 的 特 征 函数 是一 样的 , 均 包 含相 同 的延 迟 环节 . 为此在 控制 器 上并 上一 个补 偿网络 G L (s1 冈 , G L (s) 二 G P ( 、 ) ( 1 一 e 一 ” ) . 控 制 器 为 P田 控 制器 . 为 消 除 高 频 信 号干 扰 , 在 其 上 串 接 一 阶 低 通 滤 波 器 , 构 成 实 际 P D 控 制 器 . 4 仿真研究 应 用上 述算 法 , 对 A G C 一 A F C 系 统进行 控制 仿真 , 仿真 中的参数取 值 如下 : 弯辊 系统 : K l 二 1; 不二 .0 0 1(s) ; K P 二 一 .0 0 5 ; T 二 .0 0 2 (s) ; 兀 = .0 0 25 (s) 压 下 系统 : K Z 二 l ; 兀= 住 0 1(s) ; K P = 住02 ; 不二 .0 02 (s ) ; 几 = 住0 ! 25 (s) 采 样周 期 ; T = .0 01 ( s ) ; 出 口 厚 度 : h 二 1 . 97 + △ h( ~ ) 来 料厚 度 : H = 2 . 75 十 .0 02 is n o t 《 n l n l ) 来料 横 向厚 差 : △月 w = .0 0 1 + .0 01 s in o t onm ) 来 料横 向张力差 : △6 。 = .0 0 1 十 .0 ol s in o t 恤g / nr 卫 ) 仿 真结 果如 附 图所示 由图可看 出 , S而ht 预估 器 的 引人 , 克服 了延 滞环 节 对系统稳 定性 的影 响 , 调 节 时间和跟 踪 效果 均有 所改 善; P DI 控 制 器参数选 择 自由度大 , 在 来料 的厚度 、 横向 厚差 、 横 向张力 差 变化 时 , 仍 能取 得较 好 的控制效 果 , 具 有 良好抗 干扰 能力 ; 当 A G C 一 A f C 只