双机架可逆冷轧机液压系统的稳定控制

轧机液压压下系统是机、电、液综合系统，采用电液伺服技术，使液压压下动态响应速度得以大幅度提高，厚度控制所需的时间大大缩短，正山于液压压下具有快速响应的特点，所以它在厚度控制过程中对提高成品带钢的精度具有重要的现实意义，在现代板带生产中得到了广泛的应用，成为冷连轧现代化的一个重要标志fll。同时，由于液压压下系统实现轧机刚度的动态调节，这样可以做到在轧制过程中的实际辊缝值固定不变，即“恒辊缝控制”，从而保证了实际轧制厚度不变。所以轧机液压自动厚度控制系统主要用来克服带钢工艺参数波动对厚差的影响，从而提高成品厚度质量。

　　

　　众所周知，控制系统理论中的一个重要问题就是系统的稳定性分析，一切控制系统能够正常运行的前提就是需要稳定。而在实际问题中，由于存在模型误差、参数扰动或其它原因等因素，使得一个系统不可避免的会存在一些不确定性，而不确定性的产生往往破坏系统的稳定性。它们的存在使系统分析和设计变得困难。起源于20世纪80年代初期的H∞控制理论为处理这些不确定性提供了一种有效的方法，已经引起了许多学者的注意并取得了一些成果。

　　

　　本文通过分析双机架可逆冷轧机的液压压下控制系统中被控对象模型参数不确定性等因素，为使控制系统稳定并具有较好的性能，分别采用了H∞控制，PI控制及LQG控制对液压APC系统进行了稳定性能分析，仿真结果表明H∞控制对于抑制参数等的不确定性具有更强的鲁棒稳定性。

　　

　　1 双机架冷连轧机的组成及仪表配置

　　

　　双机架可逆冷连轧机由于机架数目少，投资小，仪表配置容易齐全，因而控制方案灵活多变，是小钢厂冷轧带钢生产的主要模式。本文采用的控制对象是北京科技大学国家高效轧制工积中心的一套双机架可逆冷连轧机试验机组的液压压下控制系统。本机组由左右卷取机、左右张力计、中间张力计、4辊冷轧机、左右测速仪及激光测速仪等组成，并设有液压压下专用液压站和通用液压站及上艺润滑站。其检测仪表配置如图1。可见，整套轧机系统的检测元件的配置十分完善，因而使得质量控制，如张力AGC，压力AGC，监控AGC，以及最大力矩方式下的张力计直接反馈闭环系统，卷径记忆和变速过程中的动态力矩补偿等得以保证。在I#和2#轧机均配有液压压下和弯辊系统。

　　图1 双机架可逆冷轧机检铡仪表配置

2 液压系统的数学模型

　　

　　2.1 液压APC系统控制

　　

　　液压APC系统控制框图如图2所示。

　　图2 液压APC系统控制框图

2.2 冷连轧机液压APC系统的建模