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1、分类号 学号J200764426 学校代码 10487密级 硕士学位论文液压AGC系统的控制算法研究A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Control EngineeringController Design for hydraulic automatic gauge control systemsCandidate ：Miao SuhuaMajor ：Control EngineeringSupervisor ：Assoc. Prof Fan Hui
2、jinHuazhong University of Science &TechnologyWuhan 430074， PRChinaOctober，2011华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的
3、规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于 保密 ，在_年解密后适用本授权书。不保密。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日I毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的
4、研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指
5、导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导
6、师签名： 日期： 年 月 日 摘 要钢铁工业在工业化进程中始终处于基础产业的地位，板带钢是各类轧钢企业为了适应不同工业部门工业化生产各类金属或机械产品需要而生产的一种窄而长的钢板，它的生产是钢铁工业发展的一个非常重要方面。伴随现代工业技术的快速发展，对带钢厚度精度的要求越来越高，厚度自动控制系统（Automatic Gauge Control System，简称AGC系统）成为轧机自动控制不可或缺的一部分。本文在概述各类AGC系统的工作原理的基础上，介绍并分析了在改变轧机可变刚度情况下的几种不同的控制方式。首先，介绍了轧机机座的弹跳方程和轧件的塑性方程， 然后采用机理分析建模的方法建立了液压A
7、GC系统的数学模型。针对所建立的数学模型，设计了常规PID控制器和模糊自适应PID控制器。为了验证控制器的控制效果，在MATLAB/SIMULINK中对轧机自动控制系统进行了仿真。仿真结果表明，这两种控制算法都是有效的，并证明了模糊PID控制器具有强鲁棒性，其性能优于常规PID控制器，能使液压AGC系统达到满意的控制效果。关键字：液压AGC； 模糊PID控制；PID；模糊控制AbstractIn the process of industrialization, iron and steel industry is always in an important position, plate
8、strip is all kinds of rolling industrial sector enterprises in order to adopt to different types of industrial production of metal or mechanical products and the production need a long narrow plate , and its production is a very important aspect of iron and steel industry. With the rapid development
9、 of modern industrial technology, the precision demanding of the strip thickness have become increasingly, Mill automatic gauge control system has become an integral part of automatic control.This paper introduce works for the various types of AGC system, and then introduce and analysis in case of c
10、hanging the mill variable stiffness control of several different ways.First of all, introduced the mill stand of spring equation,and rolling the plastic equation modeling ,and then used the mechanism modeling method to establish the hydraulic AGC system model. PID controller and fuzzy self-tuning PI
11、D controller were designed and applied to control the hydraulic AGC system. Fuzzy PID controller is constructed with a PID controller and a fuzzy regulator. According to input signals and their trends, the fuzzy regulator adjusts parameters of proportional, integral and differetial online through th
12、e decision gotten by fuzzy controlling system to make the object have good static and dynamic characters. In order to verify the control effect of the controller, the paper uses MATLAB/SIMULINK as a simulation tool to simulate the AGC. The simulation results show that both control algorithms are val
13、id, and prove the fuzzy PID controller has strong robustnesss. The performance of the fuzzy PID controller is better than conventional PID controller, the hydraulic AGC system can achieve satisfactory control effect.Keyword: Hydraulic automatic gague control; Fuzzy PID control; PID; Fuzzy control 目
14、录摘 要IAbstractII1 绪言1.1 课题研究背景及意义(1)1.2 轧机厚度控制技术的发展现状(2)1.3 智能控制理论在轧制领域的发展(6)1.4 本文的主要内容(9)2 轧机厚度自动控制原理及方法2.1 厚度控制的基本原理和厚度波动的原因(10)2.2 厚度自动控制的基本方式(17)2.3 轧机等效刚度(23)2.4 本章小结(25)3 液压AGC系统数学模型的建立3.1 液压AGC系统数学模型的建立(27)3.2 液压AGC系统的性能(36)3.3 本章小结(37)4 液压AGC系统的控制算法研究及仿真4.1 液压AGC系统PID控制器的设计(38)4.2 液压AGC系统模糊PID控制器的设计(41)4.3 PID和模糊PID控制器的实现及仿真(47)4.4 本章小结(52)5 总结与展望5.1 总结(53)5.2 展望(53)致 谢(55)参考文献(56)III1 绪言1.1 课题研究背景及意义钢铁工业在工业化进程
