毕业设计 厚度自动控制系统设计.doc
DOC格式手机打开展开
毕业设计 厚度自动控制系统设计,55页共计18147字摘要 ：厚度与板形精度是板带产品的两大质量指标。目前随着轧制理论、控制理论和人工智能理论的发展，以及它们在轧制过程中的应用，使得板材产品的厚度精度与板形指标有了很大的提高。厚度控制是通过测厚仪或传感器对实际轧出厚度连续地进行测量，并根据实测值相比较后的偏差信号，借助于...
内容介绍
此文档由会员 bfxqt 发布
毕业设计 厚度自动控制系统设计
55页共计18147字
摘要 ：厚度与板形精度是板带产品的两大质量指标。目前随着轧制理论、控制理论和人工智能理论的发展，以及它们在轧制过程中的应用，使得板材产品的厚度精度与板形指标有了很大的提高。
厚度控制是通过测厚仪或传感器对实际轧出厚度连续地进行测量，并根据实测值相比较后的偏差信号，借助于控制回路和装置或计算机的功能程序，改变压下位置，张力或轧制速度，把厚度控制在偏差范围内的方法。
影响厚度指标的因素很多，如来料厚度波动，硬度不均，张力不稳，速度不稳，轧辊偏心，轴承油膜和轧辊尺寸变化，均能使产品的出口厚度产生误差。为了解决这些问题造成的影响，所采取的控制方法也很多，如前馈，反馈，厚度计，张力，速度，补偿轧辊偏心等等的方法。这些措施就是轧制系统中已广泛采用AGC系统。由于该系统是利用机架弹塑性曲线进行厚度测量与反馈控制，因此其厚度精度决定于机架的弹性曲线与AGC模型的精度。这种控制方法可以保证板材的厚度均匀，但不能保证绝对厚度精度，所以实际系统往往是几种控制联合使用才能够满足需要。
我们此次设计首先从系统的稳定性快速性考虑，采用了厚度计AGC，此系统能够快速粗调，对于我们控制精度要求无法实现。为了提高轧制精度，我们又加入了由测厚仪组成的反馈系统加以辅助控制，同时还加入了前馈控制系统以消除来料厚度的波动对厚度影响。所以我们实际采用的是厚度计法和由测厚仪组成的反馈，前馈相结合的复合控制法。
目 录
摘 要 1
Abstract 2
引 言 1
1 板材厚度控制的基本理论 3
1.1 厚度控制简介 3
1.1.1 轧机的弹性变形与弹跳方程 3
1.1.2 轧件的塑性变形与塑性方程 4
1.2 厚度变化的原因 5
1.2.1 厚度变化的分析 5
1.2.2影响板带材厚度波动的因素 6
1.3 厚度自动控制基本形式介绍 7
1.3.1 位置内环和压力内环 7
1.3.2 测厚仪反馈式AGC 8
1.3.3 前馈AGC 9
1.3.4 厚度计AGC(压力AGC) 10
2 厚度控制系统的设计 11
2.1 厚度控制系统基本原理 11
2.2 三种AGC系统的设计 12
2.2.1 测厚仪反馈式AGC自动控制系统 12
2.2.2 前馈AGC控制系统 15
2.2.3 厚度计AGC自动控制系统 15
2.3厚度计AGC控制系统中零位调整死区的功能 17
3 MATLAB仿真 18
3.1 PID控制器参数对系统控制质量的影响 18
3.2 厚度控制系统控制器的选取 19
3.3 控制系统的仿真 19
3.3.1 Simulink仿真 19
3.3.2 仿真结论分析 23
4 系统的单片机控制 24
4.1 硬件设计 24
4.1.1 系统的主板作用 24
4.1.2 处理器的选取 25
4.1.3 EPROM的选型 26
4.1.4 A/D数模转换器的选型 26
4.1.5 D/A数模转换器的选型 27
5 系统的软件设计 28
5.1 主程序的设计 28
5.2 中断服务程序 30
5.3 键盘显示程序 33
5.4 8279显示子程序 35
5.5 PID程序设计 38
结 论 44
参 考 文 献 45
附录A 单片机最小系统设计图 46
致 谢 47
关键字：AGC，厚度计，前馈，厚度自动控制，轧制
参 考 文 献
[1]、Slmsek B H. Dynamic Simulation of Dual -Continuous Strip Processing Operations [M];Iron and Steel Engineer. 1997
[2]、Roland Heeg Andreas Kugi. Modeling and control of platethickness in hot rolling mills[C] [M]. Tu-A06-TO/3.Proceedings of IFAC. 2005
[3]、孙一康. 带钢冷连轧计算机控制. 冶金工业出版社 [M]2002
[4]、张伟 王益群 高英杰. 板带轧机液压压下系统的建模与仿真 [J] 液压与气动. 2004年01期
[5]、王树青.工业过程控制工程.北京：化学工业出版社，2002
[6]、方一鸣 陈刚. 高精度可逆冷轧机全数字厚度自动控制系统 系统与装置. 2005.11
[7]、丁修堃. 轧制过程自动化.北京：冶金工业出版社，2006
[8]、郑申白 曾庆亮 李子林.压制过程自动化基础.北京：冶金工业出版社，2005
[9]、刘玠. 冷轧生产自动化技术.北京：冶金工业出版社，2006
[10]、刘玠. 热轧生产自动化技术.北京：冶金工业出版社，2006
[11]、张友德 赵志英 涂时亮. 单片微机型原理、应用与实验(第五版). 上海：复旦大学出版社,2006
[12]、郑初华. 汇编语言、微机原理及接口技术（第二版）. 北京：电子工业出版社；2006
55页共计18147字
摘要 ：厚度与板形精度是板带产品的两大质量指标。目前随着轧制理论、控制理论和人工智能理论的发展，以及它们在轧制过程中的应用，使得板材产品的厚度精度与板形指标有了很大的提高。
厚度控制是通过测厚仪或传感器对实际轧出厚度连续地进行测量，并根据实测值相比较后的偏差信号，借助于控制回路和装置或计算机的功能程序，改变压下位置，张力或轧制速度，把厚度控制在偏差范围内的方法。
影响厚度指标的因素很多，如来料厚度波动，硬度不均，张力不稳，速度不稳，轧辊偏心，轴承油膜和轧辊尺寸变化，均能使产品的出口厚度产生误差。为了解决这些问题造成的影响，所采取的控制方法也很多，如前馈，反馈，厚度计，张力，速度，补偿轧辊偏心等等的方法。这些措施就是轧制系统中已广泛采用AGC系统。由于该系统是利用机架弹塑性曲线进行厚度测量与反馈控制，因此其厚度精度决定于机架的弹性曲线与AGC模型的精度。这种控制方法可以保证板材的厚度均匀，但不能保证绝对厚度精度，所以实际系统往往是几种控制联合使用才能够满足需要。
我们此次设计首先从系统的稳定性快速性考虑，采用了厚度计AGC，此系统能够快速粗调，对于我们控制精度要求无法实现。为了提高轧制精度，我们又加入了由测厚仪组成的反馈系统加以辅助控制，同时还加入了前馈控制系统以消除来料厚度的波动对厚度影响。所以我们实际采用的是厚度计法和由测厚仪组成的反馈，前馈相结合的复合控制法。
目 录
摘 要 1
Abstract 2
引 言 1
1 板材厚度控制的基本理论 3
1.1 厚度控制简介 3
1.1.1 轧机的弹性变形与弹跳方程 3
1.1.2 轧件的塑性变形与塑性方程 4
1.2 厚度变化的原因 5
1.2.1 厚度变化的分析 5
1.2.2影响板带材厚度波动的因素 6
1.3 厚度自动控制基本形式介绍 7
1.3.1 位置内环和压力内环 7
1.3.2 测厚仪反馈式AGC 8
1.3.3 前馈AGC 9
1.3.4 厚度计AGC(压力AGC) 10
2 厚度控制系统的设计 11
2.1 厚度控制系统基本原理 11
2.2 三种AGC系统的设计 12
2.2.1 测厚仪反馈式AGC自动控制系统 12
2.2.2 前馈AGC控制系统 15
2.2.3 厚度计AGC自动控制系统 15
2.3厚度计AGC控制系统中零位调整死区的功能 17
3 MATLAB仿真 18
3.1 PID控制器参数对系统控制质量的影响 18
3.2 厚度控制系统控制器的选取 19
3.3 控制系统的仿真 19
3.3.1 Simulink仿真 19
3.3.2 仿真结论分析 23
4 系统的单片机控制 24
4.1 硬件设计 24
4.1.1 系统的主板作用 24
4.1.2 处理器的选取 25
4.1.3 EPROM的选型 26
4.1.4 A/D数模转换器的选型 26
4.1.5 D/A数模转换器的选型 27
5 系统的软件设计 28
5.1 主程序的设计 28
5.2 中断服务程序 30
5.3 键盘显示程序 33
5.4 8279显示子程序 35
5.5 PID程序设计 38
结 论 44
参 考 文 献 45
附录A 单片机最小系统设计图 46
致 谢 47
关键字：AGC，厚度计，前馈，厚度自动控制，轧制
参 考 文 献
[1]、Slmsek B H. Dynamic Simulation of Dual -Continuous Strip Processing Operations [M];Iron and Steel Engineer. 1997
[2]、Roland Heeg Andreas Kugi. Modeling and control of platethickness in hot rolling mills[C] [M]. Tu-A06-TO/3.Proceedings of IFAC. 2005
[3]、孙一康. 带钢冷连轧计算机控制. 冶金工业出版社 [M]2002
[4]、张伟 王益群 高英杰. 板带轧机液压压下系统的建模与仿真 [J] 液压与气动. 2004年01期
[5]、王树青.工业过程控制工程.北京：化学工业出版社，2002
[6]、方一鸣 陈刚. 高精度可逆冷轧机全数字厚度自动控制系统 系统与装置. 2005.11
[7]、丁修堃. 轧制过程自动化.北京：冶金工业出版社，2006
[8]、郑申白 曾庆亮 李子林.压制过程自动化基础.北京：冶金工业出版社，2005
[9]、刘玠. 冷轧生产自动化技术.北京：冶金工业出版社，2006
[10]、刘玠. 热轧生产自动化技术.北京：冶金工业出版社，2006
[11]、张友德 赵志英 涂时亮. 单片微机型原理、应用与实验(第五版). 上海：复旦大学出版社,2006
[12]、郑初华. 汇编语言、微机原理及接口技术（第二版）. 北京：电子工业出版社；2006
