Устройство для автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане

 

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к средствам автоматизации прокатного производства. Цель изобретения - повышение точности регулирования толщины. Устройство для автоматического регулирования толщины полосы учитывает параметры случайного воздействия, обусловленного разнотолщинностью подката, а также параметры случайных помех измерения, например дисперсию и спектральный состав. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яps В 21 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0 (7с 4

О V

К) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730805/02 (22) 22.08,89 (46) 07.08,91. Бюл. гв 29 (71) Особое проектно-конструкторское бюро

Научно-производственного объединения

"Черметавтоматика", Украинский заочный политехнический институт им.И.3. Соколова и Новосибирский металлургический завод им.А.Н.Кузьмина (72) В.И.Кузнецов, В.B.Ïëàõoòíèêîâ, Г.А. Браун, О.Г. Хен, B.Х. Слободской.

l0.И,Лаушкин, В,М.Левченко, Н.П.Петров, В,А.Осокин и В,Н.Лаптев (53) 621.771.23.62-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1014614, кл. В 21 В 37/02, 1986, Изобретение относится к прокатному производству, а именно к средствам автоматизации прокатного производства.

Цель изобретения — повышение точности регулирования толщины полосы.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане; на фиг. 2 — укрупненная схема устройства (где Кк1, Кк2, Ккз — коэффициенты передачи клети на выходную толщину по различным каналам управления; Ks), Ks2.

Кзз — коэффициенты взаимосвязей между каналами: Sb — возмущающее воздействие в виде разнотолщинности подката; Яз и S— заданное и истинное значения толщины прокатываемой полосы; — значение положения нажимных винтов; P — давление в гидроцилиндрах опорных валков; Т вЂ” натяжение полосы: 3Н и ЗД вЂ” задатчики изменения натяжения и давления, которые являются масштабирующими усилителями, .. Ж, 1667972 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ НА ПРОКАТНОМ СТАНЕ (57) Изобретение относится к прокатному производству. а именно к средствам автоматизации прокатного производства. Цель изобретения — повышение точности регулирования толщины. Устройство для автоматического регулирования толщины полосы учитывает параметры случайного воздействия, обусловленного разнотолщинностью подката, а также параметры случайных помех измерения, например дисперсию и спектральный состав. 8 ил, необходимыми для выравнивания коэффициентов усиления отдельных каналов управления, причем масштабирующие усилители реализованы на входных цепях операционных усилителях соответствующих сумматоров, показанных на фиг. 1); на фиг. 3 алгоритмическая схема устройства (где R>, Rz. Вз — операторы каналов электропривода нажимных винтов, электрогидравлического и задней моталки в разомкнутом состоянии); на фиг. 4 — переходные процессы в системе при отработке скачкообразного изменения толщины полосы (где у-выходная координата устройства; у1, уг, уз — выходные координаты первого. второго и третьего каналов (соответственно); на фиг. 5 — схема синтеза оптимального канала электропривода и нажимных винтов; на фиг. 6 — алгоритмическая схема канала ЭПНВ (где l>s, Wgs, А, — значения положения, скорости, и ускорения нажимных винтов); на фиг. 7— алгоритмическая схема регулятора канала

1667972 электропривода нажимных винтов; на фиг, 8 — схема оптимального синтеза второго канала электропривода задней моталки, Устройство для автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане (фиг. 1) содержит толщиномер 1, установленный на входе клети, аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП), вход которого соединен с выходом толщиномера 1, вычислитель 3 расчетной длины полосы. вход которого соединен с выходом АЦП 2, стробирующий узел 4, информационный вход которого соединен с выходом вычислителя 3 расчетной длины полосы, узел 5 задержки, сдвигающий регистр 6, вход первой ячейки которого соединен с выходом стробирующего узла 4, а выход последней ячейки сдвигающего регистра 6 — с входом . записи реверсивного счетчика 7. регистр 8, измерительные ролики 9 и 10 соответственно на входе и выходе клети, частично охватываемые полосой 11, датчик 12 импульсов, механически связанный с роликом 9. датчик

13 импульсов, механически связанный с роликом 10. счетчик 14, выход которого соединен с тактирующим входом сдвигающего регистра 6 и через узел 5 задержки с управляющим входом стробирующего узла 4, задатчик 15 длины полосы, выход которого соединен с входом записи счетчика 14, счетный вход которого соединен с выходом датчика 13 импульсов. счетный вход реверсивного счетчика 7 подсоединен к выходу 12 датчика импульсов, стробирующий вход — к выходу счетчика 14, а выход — к информационному входу регистра 8, тактирующий вход которого подсоединен к выходу счетчика 14. цифроаналоговый преобразователь 16. вход которого соединен с выходом регистра 8, толщинометр 17 на выходе клети, разматывающий 18 и наматывающий 19 механизмы, валки 20 и 21, нажимной механизм 22, гидроцилиндры 23 распора опорных валков. датчики 24 и 25 натяжения полосы на входе и выходе клети.

Устройство также содержит электропривод

26 нажимных винтов, включающий последовательно соединенные сумматор 27. нелинейное звено 28, усилитель 29 мощности и исполнительный двигатель 30, выход которого соединен с нажимным механизмом 22, датчик 31 тока. вход которого соединен с выходом усилителя 29 мощности, и датчики скорости 32 и положения 33, входы которых соеДинены с выходом исполнительного двигателя 30. электропривод 34 задней моталки, включающий последовательно соединенные сумматор 35. усилитель 36 мощности и исполнительный двигатель 37, выход которого соединен с входом раэматы5

55 вающего механизма 18. датчик 38 тока, вход которого соединен с выходом усилителя 36 мощности, электрогидравлический привод

39 распора опорных валков, включающий последовательно соединенные сумматор 40 и электрогидравлический усилитель 41 с позиционным золотником, выход которого соединен с гидроцилиндрами 23 распора опорных валков, датчик 42 положения позиционного золотника, вход которого соединен с позиционным золотником электрогидравлического усилителя 41, и датчик 43 давления рабочего тела в гидроцилиндрах 23 распора опорных валков.

Устройство содержит также последовательно соединенные сумматор 44, интегратор 45, сумматор 46 и интегратор 47, последовательно соединенные сумматор

48, интегратор 49. сумматор 50 и интегратор

51. последовательно соединенные сумматор 52, интегратор 53, сумматор 54 и интегратор 55, последовательно соединенные сумматоры 56-58: причем входы сумматора

27 соединены с выходами интеграторов 45 и 47, датчика 31 тока. датчика 32 скорости и датчика 33 положения, входы сумматора 35 соединены с выходами интеграторов 51 и

55. датчика 38 тока и датчика 24 натяжения полосы на входе клети, входы сумматора 40 — с выходами интеграторов 49 и 51, датчика

42 положения позиционного золотника и датчика 43 давления рабочего тела в гидроцилиндрах 23, входы сумматора 44 — с выходами сумматора 58, датчика ЗЗ положения, интеграторов 45 и 47. входы сумматора 46 соединены с выходами сумматора 58, датчика 33 положения и интегратора 47, входы сумматора 48 соединены с выходами сумматора 56, датчика 43 давления рабочего тела в гидроцилиндрах 23, интеграторов 49 и

51,входы сумматора 50 — с выходами сумматора 56, датчика 43 давления рабочего тела в гидроцилиндрах 23 и 51 интегратора, входы сумматора 52 — с выходами сумматора

57, интеграторов 53 и 55 и датчика 24 натяжения полосы на входе клети, входы сумматора 54 — с выходами сумматора 57, интегратора 55 и датчика 24 натяжения полосы на входе клети, входы сумматора 56— с выходами цифроаналогового преобразователя 16 и датчика 24 натяжения полосы на входе клети, входы сумматора 58 — c выходами ЦАП 16, датчика 24 натяжения полосы на входе клети и датчика 43 давления рабочего тела в гидроцилиндрах 23.

Устройство работает следующим образом, Измеренное с помощью толщиномера 1 относительное отклонение толщины полосы через АЦП 2, вычислитель 3 и стробирую1667972 щий узел 4 поступает на сдвигающий регистр

6 и затем. перемещаясь по ячейкам, поступает на реверсивный счетчик 7 и регистр 8, так, что на выходе ЦАП 16 формируется аналоговый сигнал, пропорциональный отклонению толщины полосы в очаге деформации от заданного значения. Для формирования этого сигнала согласно уравнению сплошности металла используются также измерители соответствующих длин полос на входе и выходе полосы, осуществляемые с помощью датчиков 12 и 13 импульсов, сигналы с которых подаются соответственно на реверсивный счетчик 7 и счетчик 14.

Сигнал, пропорциональный отклонению толщины полосы в очаге дефоомации, с выхода цифроаналогового преобразователяя 16 одновременно подается на входы сумматоров 56 и 58. С выхода сумматора 58 сигнал подается через последовательно соединеные сумматор 44, интегратор 45. сумматор 46 и интегратор 47 на вход сумматора

27 канала электропривода 26 нажимных винтов.

Коррекция динамических характеристик этого канала осуществляется с помощью обратных связей по положению, скорости и току двигателя нажимных винтов.

С выхода сумматора 56 через сумматор

57. сумматор 52, интегратор 53, сумматор

54, интегратор 55 сигнал подается на вход сумматора 35 канала электроприводз 34 задней моталки. Коррекция динамических характеристик да н НОГО канала осуществляется с помощьо обратных связей по натяжению полосы на входе клети.

С выхода сумматора 56 через последовательно соединенные сумматор 48, интегратор 49, сумматор 50 и интегратор 51 сигнал поступает на вход сумматора 40 канала электрогидравлического привода 39 распора опорных валков. Коррекция динамических характеристик данного канала осуществляется с помощью обратных связей по давлению рабочего тела в гидроцилиндрах распора опорных валков.

Для того, чтобы разгрузить маломощный канал регулирования толщины полосы с помощью электрогидравлического привода 39 распора опорных валков от мощных низкочастотных составляющих спектра разнотолщинности и статической нагрузки, сигнал с выхода датчика 43 давления, рабочего тела в гидроцилиндрах 23 распора опорных валков подается одновременно на входы сумматоров 57 и 58.

Для того, чтобы разгрузить электропривод 34 задней моталки от отработки низкочастотных составляющих спектра

45 продольной разнотолщинности и статиче ской нагрузки. сигнал с выхода датчика 24 натяжения подается на вход сумматора 58.

Для реализации оптимального управления по состоянию каждый канал имеет модель возмущающего воздействия (наблюдатель), с помощью которого восстанавливается вектор переменных состояния.

Оптимальный регулятор представляет обратные связи как по переменным состояния объекта управления каждого канала, так и по переменным состояния возмущающего воздействия. восстанавливаемым с помощью набл юдател я.

Таким образом, наблюдатель канала электропривода нажимных винтов реализован в виде последовательного соединения сумматора 44, интегратора 45, сумматора 46 и интегратора 47, Динамические характеристики наблюдателя формируются сигналами обратных связей с выхода интегратора

45 на вход сумматора 44 и с выхода интегратора 47 на входы сумматоров 44 и 46.

Коррекция наблюдателя согласно теории оптимальной линейной фильтрации Калмана-Бьюсси осуществляется сигналами с выхода сумматора 58 на входы сумматоров 44 и 46 и с выхода датчика 33 положения на входы этих сумматоров. Динамические характеристики оптимального регулятора формируются сигналами с выходов датчика

31 тока, датчика 32 скорости, датчика 33 положения, интеграторов 45 и 46 на входы сумматора 27.

В канале электропривода задней моталки наблюдатель реализован в виде последовательного соединения сумматора 52, интегратора 53, сумматора 54 и интегратора

55. Динамические характеристики наблюдателя этого канала формируются сигналами обратных связей с выхода интегратора 53 на вход сумматора 52 и с выхода интегратора

55 на входы сумматоров 52 и 54. Коррекция наблюдателя осуществляется сигналами с выхода сумматора 57 на входы сумматоров 52 и 54 и с выхода датчика 24 натяжения полосы на входе клети на входы этих сумматоров.

Динамические характеристики оптимального регулятора канала электропривода задней моталки формируются сигналами с выходов датчика 38 тока, датчика 24 натяжения полосы на входе клети, интеграторов 53 и 55 на входы сумматора 35.

В канале электрогидравлического привода распора опорных валков наблюдатель реализован в виде последовательного соединения сумматора 48, интегратора 49, сумматора 50 и интегратора 51.

Динамические характеристики наблюдателя формируются сигналами Обратных

1667972

15

)P(>(1) = ApXp(t) + BpU, а (t) =- Cpxpg), (1) (2) связей с выхода интегратора 49 на вход сумматора 48 и с выхода интегратора 51 на входы сумматоров 48 и 50. Коррекция наблюдателя осуществляется сигналами с выхода сумматора 56 на входы сумматоров 48 и 50 и с выхода датчика 43 давления рабочего тела в гидроцилиндрах 23 на входы этих сумматоров. Динамические характеристики оптимального регулятора канала электрогидравлического привода распора опорных валков формируются сигналами с выходов датчика 42 положения позиционного золотника. датчика 43 рабочего тела в гидроцилиндрах 23, интеграторов 49 и 51 на выходы сумматора 40, Рассмотрим укрупненную схему системы, показанную на фиг. 2, 3а счет введения взаимосвязей между каналами компенсация возмущающего воздействия. порождаемого продольной разнотолщинностью подката Se осуществляется каналами злектропривода нажимных винтов, электропривода задней моталки и электрогидравлического привода распора опорных валков следующим образом, Первый основной силовой канал электропривода нажимных винтов отрабатывает возмущающее воздействие независимо от работы других каналов. Ошибка, оставшаяся от работы первого канала, подается на вход второго менее мощного, но более быстродействующего регулирования толщины с помощью электропривода задней моталки, изменением заданного натяжения, Ошибка, оставшаяся после работы первого и второго каналов, подается на вход третьего маломощного, но наиболее быстродействующего канала регулирования толщины с помощью электрогидравлического привода распора опорных валков.

Такая работа каналов осуществляется за счет подачи ошибки регулирования системы одновременно на входы всех каналов управления. Кроме того, на вхрд второго канала подается сигнал, пропорциональный выходной координате третьего канала, с выхода датчика 43 давления рабочего тела в гидроцилиндрах распора опорных валков, а на вход первого канала — сумма сигналов. пропорциональных выходным координатам второго и третьего каналов, с выходов датчика 43 давления рабочего тела в гидроцилиндрах 23 и датчика 24 натяжения полосы на входе клети (фиг, 3).

При такой работе каналы отрабатывают возмущающее воздействие независимо друг от друга. На фиг. 4 показаны переходные процессы в системе при отработке скачкообразного изменения толщины полосы. В первый момент времени наиболее быстродействующий третий канал уз(т) отрабатывает заданную раэнотолщинность. Второй канал yz(t), как более инерционный, также стремится отработать разнотолщинность подката и возвращает третий наиболее маломощный канал в исходное положение.

Первый силовой канал отрабатывает возмущающее воздействие наиболее медленно в силу своей инерционности и в конце своего переходного процесса принимает на себя всю статическую нагрузку, возвращая при этом второй канал в исходное положение.

Такая работа каналов одновременно позволяет разделить весь спектр возмущающего воздействия между каналами следующим образом. Самые ниэкочастотные и, как правило, большой амплитуды составляющие спектра возмущающего воздействия и родол ьной разнотол щинности в силу своих динамических характеристик компенсирует первый основной силовой канал. Оставшаяся продольная разнотолщинность содержит среднечастотные и высокочастотные составляющие. В силу своих динамических возможностей среднечастотные составляющие компенсирует второй менее мощный, но более быстродействующий канал. Оставшиеся высокочастотные составляющие, как правило, небольшой амплитуды компенсирует самый маломощный, но наиболее быстродействующий третий канал.

В этом случае синтез каналов управления может быть существенно упрощен, В начале оптимизируется первый оптимальный канал управления, при котором минимизируется дисперсия ошибки одноканальной системы. После этого синтезируется второй оптимальный канал управления, при котором минимизируется дисперсия ошибки двухканальной системы, Эквивалентным возмущением для второго канала является продольная раэнотолщинность, оставшаяся после работы первого канала управления. И, наконец, может быть синтезирован третий оптимальный канал, при котором минимизируется дисперсия трехканальной системы. Эквивалентным возмущающим воздействием для третьего канала является продольная разнотолщинность подката, оставшаяся после работы первого и второго каналов управления, Рассмотрим синтез оптимального первого канала электропривода нажимных винтов, схема которого показана на фиг. 5.

Предположим, что модель электропривода нажимных винтов в переменных состояния 4(t) описывается уравнением

i I1 C (l;,,»; it;i«((1(3 )fl,! (1! . («>.(1 1

<1,,; (,,.(i (IF (I (1 >1>1 r

I(Г >)11 Ч

l1 1.;->:,, LÓ. 1,;;

i)1 .1<11! t1) > «(1 .1

)3<« (Ь 1

"1> ((1 111 :!!1 !) (If,)1«(1 ОЛРДО)1!! «<1((1 ф., I .

) и Г (3 1 Н О) i,, if(,(((I((3 Ñ 1 (1 . «1.)>)11, 1 i !1 . !"".) IL)I< I ) 1((ОГО

1 )«1(«(«(«Г » 1 1(11 >1>1() «;.">111(1 (10()«1 Г>ЫТ >« (.Р,)()(,Г:! (1! — (Т(!О-I,СИ(1УС!)Ой )1 Г) . Т!- ) (187

I ". =, I8) ()((t .0i1! ОГ((«Ц>1013НОй

I 1

:; (..Л; >1. О>О<-, -i I r(i фс Г«(11 3«<(0((I,рго

:Г«11((1< ° i" :,;:; Т H :О((Г1ОЛ(1

:. ) О! 11:ri E0Ч (!1(" О)I«F(Ч:3(I IE .! О С11Г(((3Л(l Т Г

f >!. Г«(1 1 ;;11(1 (. )Л(Г )

1 « «1

0f >1

1 1 . (1

1 1

))(," ) 11 (ЧI: "1 11)! I t- .I(C 1L«II

) ((1!1 ь. Г >

1 (2 1) 1 I (> Г. ((1 « ; (. О (Т 1 ICE .I.I . .Г" 1 (i t !<1.1 О 1> I Т(1(>

: (.> " t1» " 1111 .1!- ГIО,", 3."": (« 3:3 .; (1 Г(Г, I,.<«(» )(I((. (f (1,, (1111

I31. ;... " .;ii i (.) i. ...> ) 01 ><<(. i t1 t 1 i l, i » 1! 1, i,,2 (, I! l (1 (!

,т, 1

< ) (1« .J

)! 11 ! (;Г(<;() ((;! <1((> -,>- (")«Г! 1« .)(()(t,,О)1Jf 1,!1 ь(0;(>(< >(>). )(1(1,>1) 1> (1(, f,i>1 (,Г>

> 11, «( () j (! >

Г .

) ( (() 1«((, 1 )l!

i, ((, ) (! ())

:; ", (3((,! (!

)((! (23) !

Ц„!(«1 I<

I, ь 1 . <11 1(11! > ) .111 () 1 ) «) () ! (».,„ «) ((L -":>7 .;;..:: (. -1:1. (: О;1 .. )ОЗЕ1 )(..:,.)(1 ll! )(Г((И((,!1 Л! 1, i i 1: (: Г 10 I I С,:.:(ОF>Я)1)ь<«, ! - ::;t!0C Г((31 )(,1(3(1 О<:.:. < )(I) !I (<010Г!ОГО

>! i! .(3 «(;1; О Г;1 Р0 ° 1 и Л;10(!. LI!! 100() >10(1

; t:iI (!))Г:.1(ь . (> 7 --,, (19)

Г - <. !« -) (3!

-07

1 (1<1 :,(1Гь(41(I.I . О(, f ОЛ Н >1<1 (10Д .Л 1

l,)! i I >l! iÑ Ã0 1)Л>(Ò i) 1 Е! ГIIÄ).

< С1((,t (, )() Ii, l(!

Г)(, )Г-(ОО.), l (! n;3 (<1! ОО(!:",((Е(3Н.,IY

)(Л ()(),1> ; . 1., 1;, ((ь(>.(()1,С;.1 ; (1 ) («1. !) f 1 (1667972

dim x(t(= dim 2(t)

В системе имеется измеритель положения

IHB(t), скорости изменения положения нажимного механизма W и тока якоря I;Ct) пропорционального ускорению А„,(t) Поэтому 5 для упрощения технической реализации целесообразно использовать упрощенный наблюдатель, с помощью которого восстанавливается лишь вектор dF(t) состояния возмущающего воздействия г(т) с поме- 10 хой f(t). -Упрощенный наблюдатель описывается уравнением

xl(t) = Aðõ (т) + K, (ãô) - C,х,(т), (25) где матрица оптимальных коэффициентов усиления фильтра Калмана-Бьюсси 15

К, = О,Сг Ч2г, (26)

0 — установившееся решение уравнения Рикатти, а,(1) = V1 - а(т)С,ТV> — C

Рассмотрим определение масштабирующих усилителей yi (фиг. 7), реализованных на входных цепях операционных усилителей соответствующих сумматоров, Обозначим коэффициенты усиления 25 датчика положения, скорости и ускорения (тока электропривода нажим« ых винтов), сооответственно Kl, Куу и Ку После интегрирования уравнения Рикатти (14) и выч34сления матрицы оптимальны> регулятп,. ов по 30 (13) получим о =- / Е > 3 -- " - " ч 3 В Э о о Ф 4 1 5 где Fio — 1-е компоненты матрицы столбца оптимальных регуляторов Г

14е — коэффициенты усиления i-x масштабирующих усилителей.

После уравнения Рикатти (27) и вь!чис- 40 ления матрицы оптимальных коэффициентов Кг фильтра Калмана-Бьюсси (26) для наблюдателя возмущающего воздействия (25) могут быть рассчитаны ocT= ë>=«ûå коэф фициенты усиления

Q К4 Кк/Ке, К7 — К5 Кк/Ki

)Ъ= K4/Ku: )Ъ =- K,/K4 y1e = -К. где К4 — коэффициент усиления иэмер теля толщины, Коэффициенты )11 и j12 определяются моделью возмущающего воздействия, заданного матрицей AF в (21) с учетом коррекции наблюдателя с помо цью опгимзль«ь1х коэффициентов усиления фильтра Кзл 1зн, Бьюсси К

)11--2 а- К4: (28)

)и=-m, (29)

В качестве примера рассмотрим реализацию оптимальных регуляторов для нгорого проката стали У8Г, прокзтывземой «a реверсив«ом сгзне холодной прокатки.

В этом rr ó÷e» параметры корреляционной функции спектральной плотности разнотолщинности подкзтз (18) равны

D=3610 a=1,5; /3 =5, и, следовательно, мзт ицз состояния модели формируюн е1о фильтра равна

О f а матрица корреля1;ионных моме1пов

<0 -22.10, -22 IP f710

Пар,.метры каналов управления иэмери:. ел я согпас1 о обозна ге и1л1 схемы равны

K1 = 0,1, T l = 0,2 l;i, — О.?5, К.1 =- 1

Тогда матрицы nîeãî.«fèÿ Р. и управле«ия Б расширенной ".«с1 мы равны

2,5

Ректор 7{t) = DxCt). входящий в кригерий качества, имеет компоне«ты (т} — { с, 1},X«,(t} 3/,i„„(1Ит

Тогда гхз1рица Г) ран«з

" К1

D-1

С УчЕтОМ ОГРа1 НЧЕ«ИЯ МЗЧ РИЦЫ ВЕСОВЫХ ко= j ôèöèeFf ne pae«û

«10 г3 -0,2

1 ), 4,4

После интегрирования уравнений Рикатти определены матрицы оптимальных

neГул я то Г>ов !1 1iзб. i юдзтeлей

F„ lf L33Ф 1.»

0 е е и следователь«о могу г быть определены ко э: )фициен ib| Jl

После си«те:3з оптимзль«ого регулятора ерьо-о кэнзвз аналогично может быть син1еэиооя;-«1оптимзльный оператор второго канала, схема кот,-рого г|окзэзна на фиг. Ь . Зк «взлентныл1 возмущающим воздействием для второ о кз«зла — элекгропривода раэл ать:взюн1егп ус1ройства являе1ся продольная разнотолн и«ность, оставшаяся после работы первого качала -- электропри

ВОДа Н-1жИМ«ЫХ ВИНТОВ С ОПтИМаЛЬНЫМ РЕГ3,—

„«,ятэром и оптимальным наблюдателем, что г1ожет быть представлен. н ниде модели

1 „ (30) 13

1667972

Для упрощения задачи синтеза и технической реализации аппроксимируем модель эквивалентного возмущающего воздействия второго канала (30) более простым выражением (3) и (4). Модель второго канала может быть описана в переменных состояния аналогично (1) и (2) и тогда для квадратичного критерия качества (11) получим оптимальный линейный регулятор (12), для реализации которого может быть использован оптимальный наблюдатель (15).

Аналогично может быть определен оптимальный регулятор третьего канала. Эквивалентным возмущающим воздействием для третьего канала является продольная разнотолщинность, оставшаяся после работы первого и второго каналов, Моделирование системы на ЭВМ подтвердило правильность расчетов и возможности существенного уменьшения дисперсии продольной разнотолщинности при оптимальной настройке регуляторов, В рассматриваемом примере дисперсия продольной разнотолщинности уменьшилась в

2,7 раза по сравнению со стандартной настройкой регуляторов по принципу подчиненного регулирования на модульный оптимум.

Таким образом, использование изобретения позволит повысить точность регулирования толщины полосы, что существенно уменьшит дисперсию продольной разнотол щи н ности.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане, содержащее два толщиномера, установленных на входе и выходе клети, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом толщиномера на входе клети, вычислитель расчетной длины полосы, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, стробирующий узел, информационный вход которого соединен с выходом вычислительной расчетной длины полосы, узел задержки, сдвигающий регистр, вход первой ячейки которого соединен с выходом стробирующего узла, два измерительных ролика на выходе и входе клети соответственно, первый и второй датчики импульсов, механически соединенные с измерительными роликами соответственно на входе и выходе клети, счетчик, выход которого соединен с тактирующим входом сдвигающего регистра и через узел задержки — c управляющим входом стробирующего узла, реверсивный счетчик, регистр. задатчик заданной длины полосы, выход которого соединен с входом записи счетчика, счетный вход которого со5

55 единен с выходом первого датчика импульсов, выход последней ячейки сдвигающего регистра соединен с входом записи реверсивного счетчика, счетный вход которого подсоединен к выходу второго датчика импульсов, стробирующий вход — к выходу счетчика, а выход — к информационному входу регистра, тактирующий вход которого подсоединен к выходу счетчика, выход регистра соединен с входом цифроаналогового преобразователя, датчики натяжения полосы на входе и выходе клети, электропривод нажимных винтов, содержащий последовательно соединенные первый сумматор, нелинейное звено, первый усилитель мощности, первый исполнительный двигатель и нажимной механизм, первый датчик тока, вход которого соединен с выходом первого усилителя мощности, датчик скорости, вход которого соединен с выходом первого исполнительного двигателя. и датчик положения, вход которого соединен с выходом первого исполнительного двигателя, электропривод задней моталки, включающий последовательно соединенные второй сумматор, второй усилитель мощности и второй исполнительный двигатель, второй датчик тока, вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, электрогидравлический привод распора опорных валков, включающий последовательно соединенные третий сумматор, электрогидравлический усилитель с позиционным золотником, выход которого соединен с гидроцилиндрами распора опорных валков, датчик положения позиционного золотника, вход которого соединен с позиционным золотником электрогидравлического усилителя, и датчик давления рабочего тела в гидроцилиндрах распора опорных валков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, оно снабжено последовательно соединеннымичетвертым сумматором, первым интегратором, пятым сумматором и вторым интегратором, последовательно соединенными шестым сумматором, третьим интегратором, седьмым сумматором и четвертым интегратором, последовательно соединенными восьмым сумматором, пятым интегратором, девятым сумматором и шестым интегратором, последовательно соединенными десятым и одиннадцатым сумматорами, двенадцатым сумматором, причем входы первого сумматора соединены с выходами первого и второго интеграторов, первого датчика тока, датчика скорости и датчика положения, входы второго сумматора соединены с выходами пятого и шестого интеграторов второго датчика тока и датчи16

1667972

26 ка натяжения полосы на входе клети, входы третьего сумматора соединены с выходами третьего и четвертого интеграторов, датчика положения позиционного золотника и датчика давления рабочего тела в гидроцилиндрах распора опорных валков, входы четвертого сумматора соединены с выходами двенадцатого сумматора, датчика положения, первого и второго интеграторов, входы пятого сумматора соединены с выходами двенадцатого сумматора, датчика положения и второго интегратора, входы шестого сумматора соединены с выходами десятого сумматора, датчика давления рабочего тела в гидроцилиндрах распора опорных валков, третьего и четвертого интеграторов, входы седьмого сумматора соединены с выходами десятого сумматора, датчика давления рабочего тела в гидроцилиндрах распора опорных валков и четвертого интегратора, входы восьмого сумматора соединены с выходами одиннад5 цатого сумматора, пятого и шестого интеграторов и датчика натяжения полосы на входе клети, входы девятого сумматора соединены с выходами одиннадцатого сумматора, шестого интегратора и датчика

10 натяжения полосы на входе клети, входы десятого сумматора соединены с выходами цифроаналогового преобразователя и датчика натяжения полосы на входе клети, входы двенадцатого сумматора соединены с

15 выходами цифроаналогового преобразователя, датчика натяжения полосы на входе клети и датчика давления рабочего тела в гидроцилиндрах.

1667972

1667972

Составитель А.Сергеев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор В.Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2605 Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5