Разработка и исследование математических моделей и алгоритмов управления в АСУ производством горяче-катанной стали

• Автор: Брагинский, Александр Юльевич
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 213 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение .
Глава I. Состояние проблемы идентификации и управления про цессом непрерывной горячей прокатки. Постановка задач исследования.

1.1. Общая характеристика процесса непрерывной прокат А ки как объекта управления .

1.2. Анализ существующих методов расчета параметров прокатки. Математическое моделирование процесса прокатки . .

1.3 Анализ целей и способов автоматизации процесса горячей прокатки

1.4 Постановка задач исследования . . Цо

Выводы Ц

Глава 2. Экспериментальные исследования характеристик процес

сов непрерывной горячей прокатки . .

2.1 Исследование характеристик процесса непрерывной горячей прокатки на стационарность
2.2 Оценка степени нелинейности процесса горячей прокатки . . . .
2.3. Сглаживание экспериментальной информации
2.4 Количественная оценка степени адекватности модели процессу.
Выводы
Глава 3. Разработка и исследование алгоритмов статической
идентификации процесса горячей прокатки
3.1 Исследование вопроса синтеза оптимальной структуры математической модели процесса горячей прокатки
3.2 Исследование и применение метода главных компонентов для синтеза оптимальной структуры множественной регрессионной модели на примере стана Новолипецкого металлургического завода .
стр.
3.3 Исследование и применение агрегативного подхода для синтеза оптимальной структуры множественной регрессионной модели процессов большой размер ности на примере стана Иоволипецкого металлургического завода
Выводы . Ю
Глава 4. Разработка алгоритмов текущей идентификации и регулирования процесса непрерывной горячей прокатки . Ю
4.1 Постановка задачи текущего оценивания параметров процесса непрерывной горячей прокатки .
4.2 Рекуррентное оценивание параметров модели регу лярного объекта.цй.
4.3 Алгоритм взвешивания экспериментальной информации ив
4.4 Алгоритм регулирования толщины полосы на примере стана Новолипецкого металлургического завода
Выводы аъА
Глава 5. Разработка основ построения и структуры человеко машинной системы синтеза алгоритмов идентификации объектов прокатного производства .А2ъ
5.1 Принципиальные основы структурной организации процесса синтеза математических моделей объектов металлургического производства . АЪЪ
5.2 Решение задачи синтеза в рамках человекомашинной системы
5.3 Динамическая модель человекомашинной системы синтеза математических моделей объектов прокатного производства .
5.4 Реализация динамической модели человекомашинной системы синтеза алгоритмов идентификации объектов горячей прокатки
Заключение лвЛ
Литература


АСУ ТП, в первую очередь необходимо определить параметры, характеризующие нагрузки на элементы рабочей клети в главной линии стана усилие и момент прокатки. Анализ существующих методов расчета параметров прокатки. Основной задачей, которую приходится решать при проектировании и эксплуатации прокатных станов, а также при разработке математического аппарата для АСУ этими станами, является расчет давления металла на валки, которое определяет напряженное состояние в очаге деформации, момент прокатки, мощность и расход энергии при прокатке и как результат точность прокатки. Достоверное знание давления металла на валки и характер распределения по дуге захвата является определяющим при исследова нии и расчете параметров прокатных станов на основе аналитических зависимостей. Решению задачи об определении давления металла на валки при продольной прокатке посвящено значительное число теоретических и экспериментальных исследований. Среди отечественных, таковыми являются работы А. И.М. Павлова, А. П.Чекмарева, В. С.Смирнова, С. И.Губкина, П. И.Полухина, А. А.Королева, Е. С.Рокатина, И. Я.Тарковского, В. Н.Н. Крейндлина, А. В.Третьякова, В. П.Полухина и др. Зарубежные работы представлены такими авторами, как Т. Карман, Э. Зибель, А. Надаи, Э. Орован, Ш. Гелей, З. Вусатовский, М. Кук,
Е. Ларке, Н. Форд, Д. Блэнд, Р. Симс, В. Лауег и др. Ф2 Г О, I. Решая уравнение I. Ст , 1. Теоретические допущения различных авторов при решении уравнения 1. При определении общего усилия деформации на основу берут усилие прокатки Р, направленное перпендикулярно оси покатываемой полосы. Р , 1. V давление, рас текущее значение. Р 1. Р, Нр среднее удельное давление, определяемое из уравнения Ел. Таким образом, для определения давления металла на валки необходимо знать среднее удельное давление и контактную площадь. Если же при этом учесть переднее и заднее натяжение, упрочнение металла в процессе прокатки, то значительное решение задачи по определению давления металла на валки значительно усложняется. Трудность заключается в том, что для определения Рс по формуле 1. В работе Г дан подробный анализ для расчета среднего удельного давления с учетом упрочнения металла и натяжения. Расчет давления металла на валки с учетом действительного контакта металла с валком базируется на решениях Деликова А. И. 5, Хитчкока , Северденко В. П.4, Грудева П. И и других. В настоящее время разработаны методы решения этих уравнений подбором совпадающих величин , 6 , подбором совпадающих величин 5, а также методы 7, позволяющие избежать утомительных пересчетов, но, соответственно, и менее точные. Кроме того, так как при определении давления металла на валки необходимо учиты вать одновременное действие всех факторов процесса прокатки, то поэтапный расчет каждого из параметров с учетом его функциональной взаимосвязи с другими параметрами процесса прокатки существенно усложняется, снижая его эффективность и, главное, точность. Отметим еще и то обстоятельство, что в соответствии с выводами работы форма дуги захвата в значительной степени опре деляется деформацией всего сечения рабочего валка и представляет собой параболическую кривую с выгибом вблизи сечения максимального удельного давления, и, следовательно, принятые на практике уравнения линий, апроксимирующих окружность, далеко не полно отражают действительную картину рассматриваемого явления. Обратимся теперь к методам определения другого основного параметра процесса прокаткимомента прокатки М . Принимая, что величина контактных напряжений на протяжении дуги захвата постоянна равна Ьср. ЬпЯ ра. Здесь оС угол захвата, нейтральный угол, отсчитывемый от линии центра валков. Через момент прокатки определяются другие параметры процесса. В работе показано, что мощность прокатки следует расчитывать именно по крутящему моменту сил трения, поскольку процесс прокатки осуществляется именно благодаря этому крутящему моменту. К тем же выводам пришел и автор работы 3 . Однако в работе ,5 указано, что формула 1. К тому же неточность в определении угла нейтрального сечения вызывает двойную погрешность в величине момента. МаРЬ, 1.