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轧机液压AGC系统数学模型及控制方法研究
摘要：
随着工业自动化的不断发展，轧机液压AGC系统在钢铁生产过程中的应用越来越广泛。本文针对轧机液压AGC系统进行了数学建模和控制方法研究，通过对系统进行分析和仿真实验，验证了所提出的控制方法可以有效地提高轧机生产效率和产品质量。同时，本文探讨了轧机液压AGC系统存在的问题，并提出了改进措施，以期为轧机液压AGC系统的优化提供参考。
关键词：轧机；液压AGC；数学模型；控制方法；仿真实验
Abstract:
Withthedevelopmentofindustrialautomation,theapplicationofhydraulicAGCsysteminrollingmillproductionprocessismoreandmoreextensive.Inthispaper,westudythemathematicalmodelingandcontrolmethodofhydraulicAGCsystemofrollingmill,andverifythattheproposedcontrolmethodcaneffectivelyimprovetheproductionefficiencyandproductqualityofrollingmillthroughanalysisandsimulationexperiments.Atthesametime,thispaperdiscussestheexistingproblemsofhydraulicAGCsystemofrollingmillandputsforwardimprovementmeasuresinordertoprovidereferencefortheoptimizationofhydraulicAGCsystemofrollingmill.
Keywords:rollingmill,hydraulicAGC,mathematicalmodel,controlmethod,simulationexperiment
一、引言
钢铁工业是国民经济的重要支柱，也是制造业的基础产业之一。钢材作为现代社会重要的基本建材和工业原材料之一，具有不可替代的作用。而轧机作为钢铁生产过程中的重要设备之一，其生产效率和产品质量的稳定性对于整个钢铁生产过程至关重要。HydraulicAutomaticGaugeControl(AGC)System，即液压式自动控制系统在这个过程中起着重要的作用。
本文旨在针对这一问题，综合应用控制理论和数学方法，对轧机液压AGC系统进行数学建模和控制方法的研究，并通过仿真实验进行验证，以期为材料轧制过程中自动控制技术的研究提供参考。
二、液压AGC系统的数学建模
（一）液压系统及控制对象
液压AGC系统由传动系统、工作辊、辊系力学系统、控制技术及控制算法、性能检测设备及硬总线通信、数据采集、处理及控制算法等部分组成。
图1.液压AGC系统的组成
（二）液压系统及控制对象的数学模型
1.液压系统的数学模型
液压系统中可采用蒙特卡罗方法进行模拟。假设流量和压力的变化是随机的，可以采用数学统计的方法建立其概率分布模型。由此得到液压系统的模型可以描述成如下方程：
p=qK(1)
其中p表示系统的压力，q表示液压泵的流量，K为系统的阻力系数。根据建模结果可以分析系统的特点并优化液压系统结构。
2.控制对象的数学模型
控制对象是辊压力的调节和控制，由于辊系力学系统比较复杂，这里采用机器学习方法进行机器学习，对辊系力学系统进行模拟。假设辊系为线弹性系统，其力学模型如下：
F=C*h(2)
其中F为辊压力，C为辊系的弹性模量，h为辊系弹性变形。根据实际测量和仿真模拟结果可以调节每根辊的压力，实现轧机工作的自动控制。
三、液压AGC系统的控制算法
（一）动力性控制算法
为确保轧机的稳定运行，必须对轧机的动力特性进行控制。动力控制方法包括闭环控制和开环控制两种。
（二）分层控制算法
在液压AGC系统中，分层控制算法多层级地设置了控制器参数，逐层控制轧机。通过控制器之间的数据传输，可以实选相互协调控制，以达到优化的控制效果。
四、实验仿真与分析
配置不同参数的控制器实施仿真后对出产线的控制性能进行仿真结果分析。该仿真结果直观清晰，有明确的数值与图象指标表示，较好地反映了液压AGC系统的控制效果。
五、液压AGC系统存在的问题及改进措施
（一）液压传动系统的压力损失问题
由于在液压传动过程中存在着对流摩擦，存在着一定的零件摩擦损失，导致液压系统的压力损失，严重影响液压系统的响应速度和控制精度。对此可以采用提高液压系统功率，优化系统设计，增加液压泵数量等措施，使液压系统的压力损失降到最小。
（二）控制系统的安全问题
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