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1200热连轧地下卷取机张力、速度控制系统的研究

作　者: 常玲芳
导　师: 杨景明
学　校: 燕山大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 卷取机：张力辊控制系统：MATLAB仿真语言：模糊控制：PID调 节器：参数自调整模糊控制 Fuzzy-PI控制
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2000年
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引　用: 2次
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内容摘要


卷取机是轧钢车间的重要辅助设备，在带材和线材生产中均被广泛应用。为了保证卷取控制系统具有良好的性能，最关键的是提高卷取机速度与力矩控制系统的性能。目前，卷取机控制系统大多采用常规的PID调节器。由于卷取机系统存在多种不确定因素以及难以确切描述的非线性等特性，它的精确数学模型很难获得。因此采用参数固定的常规PID调节器难以达到良好的控制性能指标。 本文在深入研究某1200热连轧地下卷取机控制系统的特点和工艺要求基础上，建立了卷筒机、张力辊以及成形辊控制系统的动态数学模型，并对各控制系统的PID调节器进行了参数设计。利用MATLAB仿真工具，对卷取机控制系统采用常规PID调节器的运行状态进行了仿真分析。在分析控制系统的稳定性和响应特性时发现，常规PID调节器难以实现在整个卷取过程中的良好控制。本文将模糊控制理论引入到卷取机控制系统，特别是将速度型模糊控制器、Fuzzy-PI复合控制器和Fuzzy-PI型控制器应用到张力辊控制系统中。通过对扰动作用和被控对象参数变化情况下的响应进行仿真分析和研究得出将模糊控制引入到卷取机控制系统，减少了由于数学模型不精确而引起的控制系统控制性能指标的下降。将模糊控制引入到张力辊控制系统，明显地改善了系统的控制性能，尤其是大大提高了控制系统的鲁棒性。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
第1章 绪论  7-11
  1．1 选题的立论依据  7-8
  1．2 模糊控制介绍  8-9
    1．2．1 国内外模糊控制的概况  8
    1．2．2 模糊控制的特点  8-9
  1．3 本课题所完成的主要工作  9-11
第2章 卷取机系统概述  11-23
  2．1 工艺要求  11-13
  2．2 可控硅供电自动调节系统概述  13-22
    2．2．1 张力辊系统  14
    2．2．2 卷筒系统  14-22
  2．3 本章小结  22-23
第3章 卷取机控制系统的数学模型  23-46
  3．1 卷筒控制系统的数学模型  23-30
    3．1．1 卷筒直流电动机的参数  23-24
    3．1．2 卷筒调节系统的特点  24-25
    3．1．3 卷筒控制系统的数学模型  25-30
  3．2 张力辊控制系统的数学模型  30-34
    3．2．1 张力辊直流电动机的参数  30-31
    3．2．2 张力辊调节系统的特点  31
    3．2．3 张力辊控制系统的数学模型  31-34
  3．3 成形辊控制系统的数学模型  34-45
    3．3．1 成形辊直流电动机的参数  34-35
    3．3．2 成形辊控制系统的特点  35
    3．3．3 成形辊控制系统静态数学模型  35-41
    3．3．4 成形辊控制系统动态数学模型  41-45
  3．4 本章小结  45-46
第4章 卷取机控制系统PID参数计算与仿真  46-63
  4．1 卷筒控制系统常规PID参数计算  46-53
    4．1．1 卷筒电流环最佳调节参数设计  46-50
    4．1．2 卷筒速度环最佳调节参数设计  50-53
  4．2 张力辊控制系统常规PID参数计算  53-56
    4．2．1 张力辊电流环最佳调节参数设计  53-55
    4．2．2 张力辊速度环最佳调节参数设计  55-56
  4．3 成形辊控制系统常规PID参数计算  56-58
  4．4 采用常规PID调节的卷取机控制系统仿真  58-62
    4．4．1 仿真概述及其仿真语言MATLAB介绍  58-59
    4．4．2 采用PID调节的卷取机控制系统仿真研究  59-62
  4．5 本章小结  62-63
第5章 模糊控制及其在卷取机系统中的应用  63-84
  5．1 模糊控制器的基本结构  63-69
    5．1．1 模糊化  63-64
    5．1．2 知识库  64-65
    5．1．3 模糊推理机  65-68
    5．1．4 解模糊  68-69
  5．2 模糊控制器的种类和设计参数  69-72
    5．2．1 D-FC和C-FC  69
    5．2．2 PD，PI，PID型的模糊控制器  69-70
    5．2．3 模糊规则的三种类型  70-71
    5．2．4 模糊控制器的主要设计因素  71-72
  5．3 Fuzzy工具箱的应用及其张力辊模糊控制系统仿真  72-83
    5．3．1 Fuzzy工具箱的应用  72-75
    5．3．2 张力辊Fuzzy控制系统仿真研究  75-83
  5．4 本章小结  83-84
结论  84-85
参考文献  85-88
攻读硕士学位期间所发表的论文  88-89
致谢  89

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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