轧制过程自动化技术

第1章绪论

1.1轧制过程自动化基本知识

1.2轧制技术的现状

1.3轧制过程自动化发展

第2章轧制过程计算机控制系统

2.1轧制过程计算机控制的发展

2.2轧制生产自动化的特点

2.3轧制计算机控制系统的基本结构

2.4过程控制计算机应具备的功能

2.5轧制过程控制计算机的基本内容和功能

2.5.1L1操作计算机控制系统的功能

2.5.2L2级计算机一轧制过程数学模型

2.5.3L3级生产控制级作业内容

2.6控制计算机系统的几种算法

2.6.1过程控制计算机专用控制程序

2.6.2自学习与自适应算法

2.6.3动态设定（穿带自适应）模型

2.6.4神经网络及其应用

2.6.5模糊控制

2.7模拟轧钢

第3章轧件跟踪

3.1轧制生产线上的数据区及数据流动

3.1.1原始数据区及其数据的输入

3.1.2轧件跟踪的方法

3.2板带钢连轧生产线上轧件的跟踪

3.2.1跟踪区域的划分和跟踪功能

3.2.2加热炉入口侧板坯跟踪

3.2.3加热炉处的板坯跟踪

3.2.4轧制线上轧件的跟踪

第4章装置自动控制系统

4.1自动控制系统的基本组成和控制原理

4.1.1控制系统的基本形式

4.1.2闭环控制系统的基本组成和作用

4.1.3自动控制的传递函数

4.2自动控制系统的基本要求

第5章轧机拖动系统的转速控制

5.1轧机拖动系统动力学基础

5.1.1轧机拖动系统动力学方程

5.1.2对主传动电机的要求

5.2轧机的调速范围

5.2.1电机调速范围的要求

5.2.2对静差率及控制系统精度要求

5.2.3轧制过程对动态品质的要求

5.2.4主传动速度制度的要求

5.2.5对其他方面的要求

5.3带钢连轧机主传动系统调速

5.3.1连轧机主传动系统的速度特性

5.3.2VC-M系统模拟调速方法

5.3.3主传动系统速度的数字给定控制器

第6章厚度自动控制

6.1板带钢厚度的变化规律

6.1.1板带钢厚度波动的原因

6.1.2轧制过程中厚度变化的基本规律

6.2厚度自动控制的基本形式及其控制原理

6.2.1用测厚仪的反馈式厚度自动控制系统

6.2.2厚度计式厚度自动控制系统

6.2.3前馈式厚度自动控制系统

6.2.4张力式厚度自动控制系统

6.2.5可变刚度控制

6.2.6AGC厚度控制补偿

6.3带钢热连轧精轧机组的厚度自动控制

6.3.1精轧机组DDC-AGC系统的基本组成

6.3.2AGC系统的控制框图及其控制运算

第7章连轧张力和活套控制

7.1轧制过程中张力的作用及其计算

7.1.1前后张力和作用

7.1.2张力的理论计算模型

7.2活套支撑器

7.2.1机架间恒张力活套的力矩计算

7.2.2活套支撑器的使用

7.2.3连轧时活套支撑器的自动控制系统

7.3轧机出口到卷曲张力的控制方法

7.3.1间接法控制张力的基本原理

7.3.2直接法控制张力的基本原理

7.4型钢连轧时的微张力自动控制

7.5热连轧时的无活套轧制

7.5.1无活套轧制的提出

7.5.2双机架的微张力控制系统

7.5.3无活套支撑器的微张力控制

第8章带钢的板形自动控制

8.1板形理论

8.1.1板形的数量表示方法

8.1.2板形出浪的残余应力条件

8.1.3影响板、带钢凸度(横向厚差)的因素

8.2板形控制方式

8.2.1手工控制板形方式

8.2.2板形自动控制

8.2.3CVC轧辊板形预控制

8.3板、带钢凸度设定计算

8.4带钢板形自动控制系统

8.4.1板形自动控制概述

8.4.2带钢板形自动控制系统实例分析

第9章位置自动控制（APC）

9.1位置自动控制系统的基本组成和结构

9.2位置控制的基本要求和控制的基本原理

9.2.1位置控制的基本要求

9.2.2机械装置理想定位过程的理论分析和控制算法

9.2.3位置控制量的实际计算和控制方式

9.2.4液压压下装置与液压系统动态特性

9.3飞剪机可编程序控制器的位置自动控制(PLC-APC)

9.3.1可编程序控制器的基本含义和组成

9.3.2飞剪机的PLC-APC的控制原理

第10章轧机传动系统的扭振

10.1轧机传动系统的扭振参数

10.1.1轧机扭振力学参数

10.1.2轧机传动系统的动力学模型

10.2轧机扭振系统分析

10.2.1单辊传动二质量系统的传递函数

10.2.2无减速机四辊三质量系统的模型分析

10.2.3有减速机四辊四质量系统的模型框图

10.3轧机电机传动系统的扭振消除

10.3.1单输入输出控制系统工程最佳设计

10.3.2状态观测器的反馈控制

第11章轧制过程的动态仿真

11.1轧制过程仿真概述

11.2轧制过程仿真平台选择

11.3轧机动特性建模

11.4轧制过程模块化仿真方法

11.4.1使用形象模块的轧制仿真

11.4.2测厚仪反馈式厚度自动控制系统仿真

11.4.3厚度计式反馈控制系统仿真比较

11.5连轧系统模块化图形仿真方法

　　为能反映轧制控制领域的基本技术与工作原理，本书第1章简要介绍了轧制过程自动化的基本知识。第2、3章介绍了现代轧制过程计算机控制系统及轧件跟踪方面的一些内容，以帮助读者了解现代轧钢车间计算机的应用。第4、5章从控制理论及机械设备的动态响应入手，介绍拖动系统时域微分方程的建立与时域输出响应的推导过程，为探讨重负荷下减少振荡干扰提供思路，从而对其他惯性过程分析时有所借鉴。第6章介绍厚度控制系统，对生产常用压力厚度计的复杂闭环控制方案加以总结。第7章首先指出传统张力概念及张力公式的不足，之后介绍笔者从运动力学原理出发，依据设备速度条件，推导出的由轧前工艺参数预测连轧后稳态张力的计算方法。第8章介绍板厚控制原理，对近年实践检验证明比较实用的板形CVC调整算法作了较为详细的介绍。第9、10章为位置控制和轧机传动系统的扭振。第11章专门介绍轧制过程计算机模块化仿真研究进展，强调了仿真平台选择的重要性和目前轧制动态模型存在的缺陷。　　本书适应轧制技术发展的需要，结合作者多年的教学，研究，实践经验，全面介绍了国内外轧钢生产过程自动化的技术内容，主要包括轧制过程计算机配置与应用、轧机调速、厚度控制、张力分析。板形控制、位置控制、温度模型、计算机仿真等方面的系统结构和控制过程。在张力连轧部分，专门介绍了用代数方法直接确定张力大小的稳态张力计算公式。书中力求反映轧制自动化的新技术和新成就，介绍了利用MATLAB/Simulink开发连轧过程模块化动态仿真软件的最新研究成果。　　本书既可供从事有关轧制过程自动化工程的技术人员参考，也可作为高校“材料成型与控制”专业轧制方向的本科生及研究生的教材。