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单片机热连轧厚度控制系统
资料介绍
随着现代化工业技术和生产工序自动化的高速发展,国民经济各部门日益广泛地需要尺寸精度非常高的轧制产品。厚度精度是衡量板带钢最主要的尺寸质量指标之一,也是提高产品质量的主要目标。厚度自动控制是提高板带钢厚度精度的重要方法,其目的就是通过调整压下、调整张力、调整轧制速度,消除轧制过程中各种因素的变化对轧件厚度的影响,从而达到其目标厚度。多年来,如何提高板带材几何尺寸精度一直是国内外冶金行业普遍关注的焦点。
本文从分析板带钢厚度波动的原因及其变化规律出发,论述了厚度自动控制的基本形式及其控制原理,推导了液压AGC系统各动态元件的基本数学模型,并最终给出了系统的等效数学模型。由于轧制工艺的复杂性,液压AGC系统具有复杂、非线性、大滞后、时变性等特点,一般很难建立精确的对象模型。虽然传统PID控制器具有结构简单、操作方便、可靠性高、鲁棒性强等优点,但它对被控对象数学模型的精确性要求很高,实际工况中PID参数的整定结果往往不能令人满意,处理复杂的非线性系统获得的控制效果并不十分理想。而模糊控制是智能控制的一个新型研究领域,它利用模糊集合论,把人类专家用自然语言描述的控制策略转化为计算机能够接受的算法语言,设计时不需要获知被控对象的精确模型,特别适用于模型难以获取、动态特性不易掌握、非线性比较严重的系统。但是模糊控制器不具有积分环节,稳态精度不高。
基于以上原因,本文研究了传统PID控制器的基本原理及参数整定方法,分析了常规模糊控制器的结构、设计原理。然后根据液压AGC电液伺服系统的特点,针对模糊控制和PID控制的优缺点,将传统PID控制方法与模糊控制技术有机的融合在一起,设计了一种模糊自适应PID控制器。该控制器结合模糊控制和PID控制的优点,在常规PID控制的基础上,根据厚度误差和误差的变化率,结合被控过程动态特性的变化,通过模糊规则推理,实现PID参数的在线自整定,从而提高厚度控制精度。并通过MATLAB仿真实验,对常规PID控制器和模糊自适应PID控制器的控制效果进行了对比。仿真结果表明,模糊自适应PID控制与常规PID控制相比,具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性,取得了较好的控制效果。
此外,本文还尝试将热连轧厚度控制系统与单片机控制技术...
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