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有关AGC液压伺服系统压下开题报告
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
钢铁工业迅速发展的今天，钢材市场的竞争愈演愈烈。随着国民经济的高速发展，科学技术不断进步，汽车、机械制造、电器和电子行业对板带材的质量提出了更高的要求。对于板带钢来说，如何生产出厚度、宽度、板形、板凸度、平面形状等指标都符合实际需要的产品是关键的技术所在。
在所有的尺寸精度指标中，厚度精度是衡量板材及带材的最重要的质量指标之一。厚度自动控制(Automatic Gauge Control 简称 AGC)是提高带材厚度精度的重要方法，其目的是获得带材纵向厚度的均匀性，从而生产出合格的产品。目前，厚度自动控制已成为现代化板带材生产中不可缺少的组成部分。从50年代初步应用到现在，已发展到十分成熟的地步。
板厚控制技术及其理论的发展经历了由粗到细、由低到高的发展过程。20世纪30年代以前,近代轧制理论处于孕育萌生期。20世纪30～60年代，是轧机的常规自动调整阶段。该阶段中轧制理论的发展和完善为板带轧机的厚度控制奠定了基础。同时随着自动调节理论和技术的发展 ,并逐步应用于轧制过程 ,使轧机的控制步入了常规模拟式调节的自动控制阶段。20世纪 60～80年代，进入计算机控制阶段；60年代中期出现了热连轧机发展的鼎盛时期；60年代后期，逐步过渡到以计算机设定和微机进行DDC过程控制阶段，并将这种控制方式大量应用于冷连轧机；70年代起，液压厚控技术的应用使板厚控制技术发生了重大变革。20世纪 80年代到现在，板厚控制向着大型化、高速化、连续化的方向发展，成为板厚技术发展的新阶段。这一阶段已将板厚控制的全过程溶入计算机网络控制的自动化级和基础自动化级[1]。
近年来，国内外在板形和板厚等控制技术方面取得了许多新的进展。国外早在五十年代就开始在电动机械压下轧机上采用AGC控制技术以提高带材纵向厚度精度。国外轧机的厚度控制应用于电动机械轧机和液压轧机、冷轧机和热轧机、连轧机和单机架轧机[2]。近30年来，国外轧机的装备水平发展很快。在冷带轧机上广发利用液压压下、液压弯辊、厚度自动控制、板形控制和计算机控制等技术，在新技术运用方面均已采用液压AGC系统与计算机控制相结合的DCS，装设了测量精度高的三测仪表（测厚、测压、测张），且装设了板形检测装置。研究开发了秒流量AGC在可逆式冷轧机上的应用，在实际生产中发挥了不可忽视的作用[3]。人工智能(AI)技术已经广泛应用，包括模糊控制(FZ)、专家系统( ES)和人工神经元网络(ANN)技术在 AGC系统中的应用,已经取得了巨大成果和经济效益。采用现代控制方法(如多变量控制、最优控制、自适应控制、预测控制等)和智能控制方法(如模糊控制、专家系统、神经网络等)相结合的手段，已成为板形板厚综合控制的发展趋势[4]。我国在这方面的发展也很迅速，如在基础控制方面、计算机控制、控制算法上取得了很大成绩。智能控制等先进控制技术在轧机轧制力控制等方面也有了初步应用，并取得了一定成果。我国自行研制的冷热板带轧机的液压 AGC系统在轧制线上也得到了成功应用[5]。近几年，许多引进的轧机相继进行了技术改造，增加液压压下系统，并配备计算机控制系统，实现液压厚度自动控制。液压进行厚度控制(HGC)大大减少了压下设备，提高了轧机辊缝的调节速度和精度，促使轧机轧制速度有了大幅度提高而且轧材质量明显改善。响应速度快，液压自动增益控制的响应速度比电动自动增益控制快2个数量级以上；调整精度高，过载保护简单、可靠；可以改变和控制轧机工作机座的当量刚度，简化了机械结构，机械传动效益高。开发实用性、高精度自控系统装备现有的设备，能使我国钢铁冷轧设备的控制水平进一步提高[6]。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题
本课题主要研究设计单机架可逆冷轧机上的液压压下伺服系统，并研究厚度自动控制原理。厚度自动控制的基本方式是通过测厚仪或者其他传感器对带钢的实际轧出厚度进行连续测量，根据实测值与给定值相比较得到的偏差信号，借助各种测量装置调整压下量、张力或压下速度，将轧机出口厚度控制在允许的偏差范围内。
为了消除各种原因造成的厚差 ,运用轧制时的弹塑性曲线 ,可采用各种不同的厚度调节方案和措施。(1)调压下。调压下是厚度控制最主要的方式，常用来消除由于轧件和工艺方面的原因影响轧制压力而造成的厚度差，调压下方法包括反馈式、厚度计式、前馈式、秒流量法液压式等厚度自动控制系统，广泛应用于热连轧、冷连轧的头几机架、单机架冷轧机上。(2)调张力。调张力即利用前后张力的变化来改变轧件塑性变形线的斜率以控制厚度。
(3)调轧制速度。轧制速度的变化影响到张力、温度和摩擦系数等因素的变化 ,故可通过调速来调张力和温度，从而改变厚度[7]。
可逆冷轧机的厚度控制是一个位置随动系统，在轧制过程中能否根据测量的厚差快速控制辊缝准确定位，是一个重要问题。影响冷轧机厚度精度的因素很多，而且这些因素又相互影响着，这就为通过控制来提高厚控精度造成了很多难点。建立能真实反映被控对象内在本质的数学模型比较复杂，而数学模型却是设计控制器及获得最佳控制效果的基础。对于闭环系统而言，系统设定值的精度难以保证，从而也限制了AGC的控制精度。影响出口厚度波动的因素很多。测厚仪的安装位置，导致了检测到的出口厚度在反馈控制上的滞后。当前，厚度控制系统的控制难点除了以上几个方面的原因外，还有其他方面的因素限制了控制精度的提高，如轧机的制造水平、测量技术的发展等，特别是在老轧机上进行设备改造时，这些影响因素更加明显。
目前，关于液压 AGC系统的研究主要集中在液压AGC系统建模和液压AGC系统的动态特性分析两方面。本课题要求设计完成液压压下伺服系统，在此基础上还要为系统建立数学模型，并进行计算机仿真来分析研究其动态特性。
三、研究步骤、方法及措施
拿到设计说明书后，我们首先要对题目进行分析，知道自己所需要研究的内容和解决的问题。接下来我们要按一定的步骤来完成我们的目标。搜集与题目相关的资料，了解前人做过的工作及与课题相关的资讯。尽可能多的了解可逆冷轧机液压压下的原理和设计计算方法。然后，我们要充分利用已有的参考图纸和网络资源，直观的掌握可逆冷轧机液压压下的结构，研究液压压下动作实现过程，明白这些功能的实现途径。再次，对于可逆冷轧机液压压下的各个参数的计算方法要理解，明白计算的参数目的，并最后校核。最后，要边画草图，边理解修正，直到最后完全掌握设计的题目，完成最后
图纸和说明书。具体设计流程及内容：
（1）明确设计要求：理解主机的工艺目的及结构布局，综合多方面的信息综合列出各个要求。
（2）拟定控制方案，绘制原理方块图。
（3）静态设计：确定动力元件参数，选择系统组成元件。
（4）动态设计：确定系统组成元件动态特性，计算系统的稳定性、快速性和准确性。
（5）校验系统的动静态品质，如需要进行系统校正。
（6）绘制正式工作图，编制技术文件。
四、主要参考文献
1 孙蕾,王焱. AGC控制技术的发展过程及趋势[J].济南大学学报.2007,21(3):222-224
2 冯开林.冷带轧机液压AGC系统的研究[J].河北秦皇岛.燕山大学工学硕士学位论文.1993,1
3 张勇强.秒流量AGC在可逆式冷轧机上的应用[J].轧钢.1996,(3):16-20
4 王莉,陈缅仁,孙一康.基于PID神经元网络的冷连轧板形板厚多变量综合控制[J].冶金自动化.2002,(2):15
5 朱培燕. AGC控制技术及其发展趋势[J].梁中华辽宁科技学院学报.2006,8(1):20-21
6 韩宗刚.冷带轧机秒流量液压厚控系统设计及实验研究[J].河北秦皇岛.燕山大学工学硕士学位论文. 2006,1
7 贺峻,王艳丽.单机架可逆式冷轧机AGC系统[J].钢铁研究.2000,(5): 32-33
五、指导教师意见
指导教师签字：
年 月 日
六、系级教学单位审核意见：
审查结果： □ 通过□ 完善后通过□ 未通过
负责人签字：
年 月 日
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