六辊冷连轧机板形前馈控制模型的研究.docxVIP

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

六辊冷连轧机板形前馈控制模型的研究

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

六辊冷连轧机板形前馈控制模型的研究

摘要：随着钢铁工业的快速发展，六辊冷连轧机在板形控制方面的重要性日益凸显。本文针对六辊冷连轧机板形控制问题，建立了基于前馈控制策略的板形控制模型。首先，分析了六辊冷连轧机的工作原理和板形控制特点，然后，基于前馈控制原理，设计了板形前馈控制模型，并对模型进行了仿真验证。结果表明，所提出的板形前馈控制模型能够有效提高六辊冷连轧机的板形控制精度，为实际生产提供理论依据和技术支持。关键词：六辊冷连轧机；板形控制；前馈控制；模型；仿真

前言：随着我国钢铁工业的快速发展，冷轧板带产品在汽车、电子、建筑等领域得到了广泛应用。六辊冷连轧机作为冷轧板带生产的关键设备，其板形控制精度直接影响产品的质量和性能。然而，在实际生产过程中，由于轧制工艺复杂、影响因素众多，板形控制难度较大。近年来，随着控制理论和技术的发展，前馈控制作为一种有效的控制策略，在板形控制领域得到了广泛应用。本文针对六辊冷连轧机板形控制问题，研究了基于前馈控制策略的板形控制模型，旨在提高板形控制精度，为实际生产提供理论依据和技术支持。

第一章六辊冷连轧机板形控制概述

1.1六辊冷连轧机工作原理

(1)六辊冷连轧机是一种广泛应用于钢铁工业的连续轧制设备，其主要工作原理是通过多对轧辊对金属板带进行连续轧制，从而实现金属板带的尺寸减薄和形状改变。在六辊冷连轧机中，金属板带首先经过粗轧机进行初步减薄，然后进入精轧机区，通过多对轧辊的连续轧制，使板带达到所需的厚度和尺寸精度。六辊冷连轧机通常由粗轧机、精轧机、冷却系统、卷取机等部分组成，其中精轧机是板形控制的关键环节。

(2)在六辊冷连轧机中，轧辊的排列方式对板形的控制具有重要作用。通常，六辊冷连轧机采用三辊或四辊的精轧机配置，通过调整轧辊的转速、压力和位置等参数，实现对板带厚度的精确控制。此外，为了提高板形的稳定性，六辊冷连轧机还配备了侧压装置和中间辊装置，以消除板带在轧制过程中的波浪形、翘曲等缺陷。这些装置的合理配置和调整，对于保证板带的质量和性能具有重要意义。

(3)六辊冷连轧机的工作过程中，金属板带在轧制过程中会受到拉伸、压缩、弯曲等多种力的作用，这些力的变化直接影响板带的厚度、宽度、形状等参数。因此，在六辊冷连轧机的设计和操作过程中，需要充分考虑这些力的相互作用，以及轧制过程中温度、速度等因素对板形的影响。通过优化轧制工艺参数和控制策略，可以有效地提高板带的尺寸精度和形状稳定性，满足不同行业对板带产品的需求。

1.2板形控制的重要性

(1)板形控制是六辊冷连轧机生产过程中至关重要的环节，其重要性体现在多个方面。首先，板形直接关系到产品的质量。据统计，板形不良会导致成品材表面出现波浪、翘曲等缺陷，影响产品的外观和性能。例如，汽车行业对板带的平整度要求极高，一旦板形不良，将直接影响到汽车车身的外观和整体强度。据统计，2019年我国汽车行业因板形不良导致的损失高达数十亿元。

(2)其次，板形控制对生产效率和成本有显著影响。良好的板形可以减少后续加工工序中的废品率，降低生产成本。据某钢铁企业数据显示，通过优化板形控制，该企业每年可减少约10%的废品率，节约成本数千万元。此外，板形不良还可能导致生产设备损坏，增加维修成本。例如，在轧制过程中，若板形波动较大，可能会造成轧辊磨损加剧，缩短轧辊使用寿命。

(3)板形控制对环境保护和资源利用也具有重要意义。随着环保意识的不断提高，钢铁行业对节能减排和资源利用提出了更高要求。良好的板形可以降低能源消耗和资源浪费。据相关研究，若板形不良，每吨板带生产过程中将多消耗约3%的能源。因此，加强板形控制，对于推动钢铁行业绿色发展、实现可持续发展目标具有重要意义。以我国某大型钢铁企业为例，通过实施板形控制优化，每年可减少约15%的能源消耗，降低二氧化碳排放量。

1.3板形控制方法及优缺点

(1)板形控制方法主要包括传统的机械控制、电控和现代的智能控制。传统的机械控制主要通过调整轧辊的转速、压力和位置等参数来实现板形的控制。这种方法在实际应用中具有较好的稳定性和可靠性，但调整参数较为复杂，且难以适应复杂的板形变化。例如，在轧制过程中，若遇到板形波动，机械控制可能需要较长时间才能调整到位。

(2)电控方法利用电力系统对轧制过程进行实时监控和控制，通过调整电机转速、液压系统压力等来实现板形的精确控制。电控方法具有响应速度快、调整灵活等优点，但系统复杂，成本较高，且对电力系统的稳定性要求较高。在实际应用中，电控方法在提高板形控制精度方面取得了显著成效，但同