【正文】 模型 控制系統(tǒng)的分析與設計 注意到到 T與 f成正比 控制系統(tǒng)的分析與設計 T與 f成正比，可以依據(jù) Te調整 Kb， 如果加入調節(jié)器，可依據(jù)特性曲線調節(jié) Kb。 ?由于熱連軋生產(chǎn)的復雜性和高技術性 ,使現(xiàn)代控制理論也得到了相應的發(fā)展和應。 ?智能控制實際上是對自動控制理論與技術發(fā)展到一個新階段的綜合 ,自 20世紀 60年代誕生以來就一直是人們高度關注的焦點。例如 ,電機 機械系統(tǒng) (或者液壓系統(tǒng) )及控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) ,包括檢測儀表的響應性等。 ?這些功能程序必須有序地、彼此協(xié)調地運行 ,才能完成整個生產(chǎn)過程的自動控制功能。 技術要求和性能指標 技術要求和性能指標 全連續(xù)冷連軋計算機自動控制系統(tǒng)是冶金工業(yè)自動控制系統(tǒng)中比較復雜、性能要求很高的系統(tǒng)之一。 ?帶鋼離開活套后 ,進入軋機區(qū) ,按照設定的軋制參數(shù)對帶鋼進行軋制 ,使出口帶鋼達到產(chǎn)品要求。而由于卷取張力的存在 ,軋機區(qū)和卷取區(qū)以整體形式進行控制。 技術要求和性能指標 ?冷軋的工藝 冷軋的工藝，簡單地說就是將熱軋來的原料板軋制成用戶所要求的尺寸（板凸度）與形狀（板形），同時滿足性能（熱處理）與表面質量（涂鍍、精整）要求，是冶金行業(yè)的深加工工序，要求很高。 ?總體要求：工藝性能，如運行的速度范圍、定位精度、運動的軌跡特性、動態(tài)響應時間。多變量運動控制系統(tǒng) 天津大學自動化系 吳愛國 學習的方法與步驟 問題的了解 1 問題的深入 2 現(xiàn)有的手段 3 解決與驗證 3 主要內容 ? 多電機工業(yè)應用實例 ? 技術要求和性能指標 ? 單電機拖動系統(tǒng)數(shù)學模型 ? 多分部連拔機系統(tǒng)數(shù)學模型 ? 控制系統(tǒng)的分析與設計 ? 控制系統(tǒng)的仿真與軟件編程 ? 拉絲機控制系統(tǒng)調試與驗收 ? 拉絲機控制系統(tǒng)發(fā)展與展望 多電機工業(yè)應用實例 ?冶金材料加工制造 各類金屬材料的線材、板材制品需要冷、熱連軋機、連拔機和成型機。 ?基本的控制要求是什么？ 每個單元或分布、執(zhí)行機構的動靜態(tài)性能指標和技術要求 各個單元或分布、執(zhí)行機構相互連接性能指標和技術要求 ?綜合要求是什么？ 設備投資、可靠性、運行環(huán)境、運行費用、維護費用 多電機工業(yè)應用實例 連軋機視頻觀看 ?首鋼熱連軋系統(tǒng) ?不銹鋼熱連軋系統(tǒng) 數(shù)控機床 ?數(shù)控橋式龍門銑床 ?懸臂式數(shù)控銑床 機器人 ?家庭機器人 ?裝卸機器人 多電機工業(yè)應用實例 技術要求和性能指標 以連軋機為例：中國二重制造的武鋼 2250mm熱連軋機 ?從煉鋼廠出來的鋼坯還僅僅是半成品，必須到軋鋼廠去進行軋制以后，才能成為合格的產(chǎn)品。 冷軋工藝包括幾部分：一般講，主要分為酸洗、多機架連軋機、熱處理線（包括罩式爐和連退），單機架和雙機架平整線，表面防腐處理的鍍鋅線、彩涂線，及精整線等，此外依據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品不同還會有：鍍鋅線、冷軋硅鋼和彩涂線，冷軋是把熱軋的板卷再次加工成具有高附加值的產(chǎn)品。 ?熱軋原料鋼卷酸洗后 ,經(jīng)開卷確認 ,兩臺開卷機輪流開卷 ,以人工方式對中上卷。其中 ,在 S1 的入口、出口和 S5 的出口配有測厚儀 ,用于 AGC 自動厚度控制系統(tǒng) ,每一機架后都有張力儀 ,用于自動張力控制。自動控制系統(tǒng)的主要功能包括： ?質量控制系統(tǒng) (板形控制、厚度控制、成品表面質量控制等 ) 。 技術要求和性能指標 技術要求和性能指標 ?每個分部的性能要求 電機及其驅動方式： 直流電機及調速方式、交流電機極其調速方式 調速性能指標： 調速范圍 D、靜差率 δ %、上升時間、調節(jié)時間、超調量、啟動時間、制動時間 ３、抗擾性指標： 動態(tài)速降、恢復時間、過載能力 技術要求和性能指標 ?總體的性能要求 最高運行速度（ 0~5~8米 /秒） 張力檢測方法及波動范圍（最大張力1%~5%） 啟動和停止曲線 (線性、斜率可變） 抗擾動性能（電源波動、負載力矩波動 ５、人機交互和數(shù)據(jù)記錄能力 技術要求和性能指標 ?熱連軋機綜合分析需要采用以下范疇的數(shù)學方程： ? (1) 表征連軋過程物理特性的方程。 ?因此 ,比較合理的方法是采用理論分析和實驗驗證相結合的方法 ,大量分析工作可以應用數(shù)學仿真從理論上進行 ,最后對其結論進行實驗驗證或者在理論分析基礎上找到較合理的方案后 ,在中試軋機及生產(chǎn)軋機上試用。 1966年 J. M. Mendel首先主張將人工智能用于飛船控制系統(tǒng)的設計 [ 9 ] , 1984年小園東雄將人工智能引入軋制領域 [ 10 ] ,實現(xiàn)了對型鋼的最優(yōu)剪切控制。主要表現(xiàn)在 :復雜系統(tǒng)的建模、機電耦合系統(tǒng)的力學行為、非線性系統(tǒng)模型辨識、網(wǎng)絡控制理論的研究、智能控制理論與現(xiàn)代控制理論融合統(tǒng)一和計算機信息系統(tǒng)與現(xiàn)代控制理論的相互滲透。 ?給定信號為 0~5V直流電壓，要求最大轉速為額定轉速，另外，變頻器放大系數(shù) =2。 轉子磁鏈定向的仿真波形 控制系統(tǒng)的分析與設計 直線調節(jié)器的原理圖： 上一機架速度超過下一機架時直線調節(jié)器的調節(jié)方向，否則，相反 控制系統(tǒng)的分析與設計 直線調節(jié)器工作原理： ?系統(tǒng)采用直線調節(jié)器控制系統(tǒng)，通過對直線調節(jié)器的調節(jié)來微調金屬絲張力的大小進而微調各機架速度比例關系。其重復精確度為測量范圍的 177。這種產(chǎn)品適用于在檢測方向上有被磁化的特殊定位磁塊的許多應用 (如通過旋轉式流量計或球閥的監(jiān)控 )。這個常值是用來維持系統(tǒng)有一定的輸出，用以克服常值干擾造成的誤差。這樣處理的結果相當于在原受控系統(tǒng)上增加了一個積分環(huán)節(jié)。 我們要設計一種線性最優(yōu)調節(jié)器，使得當時間 t趨于無限長時，狀態(tài)矢量 及其導數(shù) 都趨近于零。 ? 利用原系統(tǒng)方程，輸入 可以利用狀態(tài)矢量 及其導數(shù) 表示成： ? 滿秩，因此， 存在。 也因為最優(yōu)結果與所取性能指標有關，對此，作者取不同的性能指標進行大量的實驗研究，均能發(fā)現(xiàn)與上述相同的最優(yōu)調節(jié)器控制規(guī)律。在工程上，通常選擇第一機架或最后一個機架，這里我們選擇最后一個機架作為速度調節(jié)的標準，然后順序調節(jié)前面機架的速度。升速、降速只是加一個積分環(huán)節(jié)。 邏輯控制和實際模型 大量的復雜模型全部封裝在subsystem中了。 拉絲機控制系統(tǒng)調試與驗收 小結 ?由于本課題控制的拉絲機系統(tǒng)，在系統(tǒng)運行過程中遇到的機械性、物理性的自然擾動較多，例如絲的模型在系統(tǒng)運行一段時間后會拉長、拔絲罐軸承不正，運行過程中會出現(xiàn)擺動等等都會不同程度的影響控制效果，上面的結果是在