模糊控制器在热连轧微张力控制中的应用

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1、模糊控制器在热连轧微张力控制中的应用童朝南　高　海　杨　华　　　朱明澄　陈宜华　　　　(北京科技大学)　(莱芜钢铁总厂)摘　要　研究的成果是模糊控制器在微张力控制系统中的应用。解决了微张力控制系统中的非线性和滑模变结构问题。给出了电流检测方法，多机架连轧时微张力控制以及主速度设定自学习方法。使得多机架连轧微张力控制从理论变为现实。关键词　带钢连轧机　微张力　模糊控制APPLICATIONOFFUZZYCONTROLLERTOHOTSTRIP　　MILLMICROTENSIONCONTROL　　TONGChaonan　GAOHai　YANGHua　　(Universit

2、yofScienceandTechnologyBeijing)　　ZHUMingcheng　CHENYihua　　(LaiwuIronandSteelComplex)ABSTRACT　Inthispaper,theapplicationoffuzzycontrollertomicrotensioncontrolofmulti-standrollingmillisintroduced.Theproblemsconnectedwithnonlinearcharacterandslidingmodevariablestructurehavebeensolved.Thecur

3、rentmeasurementmethod,microtensioncontrolmethodformulti-standcontinuousrollingandselfstudymethodforrollingspeedsettingaregiven.Thisapproachmakesthetheoryofmulti-standmicrotensioncontrolbecomepractical.KEYWORDS　hotstripmill,microtension,fuzzycontrol1　问题的提出　　在热带连轧机的粗轧机组和棒材、型材轧机中，为了吸收初始主速度

4、设定中存在的流量不相等引起的套量，仅仅靠修正速度模型提高设定精度是不够的；同时也不能象精轧机组中利用活套支持器来吸收部分套量。因为在粗轧段板坯质量大，不易采用活套支持器控制。而且因板坯温度的不均匀性、轧辊热膨胀和磨损、压下调整等因素的扰动作用，机架之间线速度不匹配现象总是存在的，所以人们开发研究了微张力无活套控制方法。此方法在双机架连轧过程中的实际应用在我国轧钢行业已不少见，但用于多机架连轧中成功的例子却不多。主要原因在于微张力检测手段不够完善，控制策略上理论与实践存在差距，致使实际应用效果不佳。本文在理论研究的基础上通过长时间的实际运行摸索，开发了基于模糊控制理论以

5、及有关智能化思想，使得微张力控制成功地实现在山东莱芜钢铁厂轧钢厂500mm热带轧机的粗轧机组中。2　检测与控制思想　　实际应用的粗轧机组设备布置见图1。在生产中可能会轧制长坯，形成五个机架连轧。这样在R2，RE2，R3前后可能会形成套量或微张力，而且每个机架前后均会相互作用。其结果使系统成为强耦合系统，致使微张力检测存在极大困难。微张力控制关键在于微张力的检测。目前出现的检测方法大体可分为三种：一是完全电流检测法；二是力臂记忆法；三是力矩压力比检测法。不同的方法对于某些不利因素起抑制作用，但仍不能确认某种方法是最佳的。有关此方面工作成果见文献［1～3］。2.1　微张力

6、的电流检测法　　基本思想是当Ri机架咬钢时，检测主传动电流直至Ri＋1机架咬钢前时刻。对于采样的多点Ri机架电流实行数字滤波提高精度，得到Ri机架平均电流作为电流设定值Isi。一旦Ri＋1机架咬钢将形成Ri、Ri＋1连轧，此时采入Ri＋1机架电流作为与Ri＋2形成连轧时Ri＋1机架的电流设定值Isi＋1。同时采样Ri电流瞬时值Ii与设定值比较，以此来间接地反映出微张力变化情况。在正常轧制过程中，当Ri、Ri＋1连轧后一旦拉钢，Ii-Isi＜0；形成套量堆钢时Ii-Isi＞0。图1　实现微张力控制的连轧机布置图Fig.1　Hotstripmillafterachieve

7、ingmicro-tensioncontrol2.2　提高电流检测法精度的方法　　由于被采样的主机电流存在严重的噪声干扰，温度波动等因素使Ii不稳定，首先采取了数字滤波方法。在Ri、Ri＋1未形成连轧时采样Ri机架电流多次，去除Ri咬钢动态速降并恢复时间内的采样电流，再平均计算得到Ri电流设定值Isi；在检测硬件上也采取措施，目的是减小电流的噪声扰动。例如采用交直流两用的霍尔元件电流检测器。2.3　微张力控制思想　　当得到Isi和Ii时，比较二者可判断是拉钢还是堆钢，堆拉程度如何也可发现，然后去调节上游机架的速度。当Ii-Isi＞0时降上游机架Ri速