[發明專利]一種Smith預估監控AGC系統的控制方法

在審

• 申請號: 201811318498.0
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109298707A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 尹方辰;宋寧寧;吳湘成;紀清智;嚴文俊;薛海昂;黃身桂;黃吉祥
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本發明涉及一種熱連軋監控AGC系統的控制方法，根據Smith預估監控AGC控制系統的內環系統(HGC系統)的結構，建立HGC系統的傳遞函數模型；采用頻域系統辨識算法，對HGC系統傳遞函數模型的模型參數進行辨識，繼而建立Smith預估監控AGC系統數學模型，然后對其離散化；在此基礎上，設計熱連軋Smith預估監控AGC系統的滑模變結構控制器(SMC)。從而解決了現有熱連軋Smith預估監控AGC系統中的PID控制器，控制精度嚴重依賴于控制對象的建模精度，對控制對象的時滯、非線性和時變性適應能力差的問題。提升熱連軋Smith預估監控AGC系統的魯棒性，以提高熱連軋帶鋼厚度的控制精度。

技術領域

本發明涉及板帶軋制自動控制技術領域，尤其板帶熱連軋監控AGC系統中時滯問題的處理。

背景技術

監控AGC是基于機架出口側測厚儀對機架出口厚度進行閉環控制，所以監控AGC在趨勢上保證了成品厚度與目標厚度一致。因此，監控AGC相比較其他類型的AGC具有不可替代性。對于熱連軋來說，考慮到軋機結構的限制、測厚儀維護方便，以及防止斷帶對測厚儀造成損傷，測厚儀的安裝位置一般和精軋出口機架有一定距離。因此監控AGC系統存在純滯后環節。一般來說含有純滯后環節的閉環控制系統，由于其控制效果無法及時通過反饋回路進行反饋，采用普通PID控制器難以達到良好的控制性能。由自動控制理論可知隨著控制對象的純滯后時間τ變大，系統的穩定性將變低。對于大滯后控制系統方面，，最常用的方法是在控制回路中加入Smith預估補償策略。Smith預估補償策略的加入使得監控AGC系統的控制品質得到提升，因此被越來越多的被應用于監控AGC系統中。但傳統Smith預估補償策略需要精確的數學模型，對模型參數的誤差非常敏感。且若在Smith預估監控AGC系統中采用常規PID控制器，系統魯棒性較差，甚至會引起系統失穩，因此研究魯棒性能較強的Smith預估監控AGC系統的控制器勢在必行。

本發明將滑模變結構控制器與Smith預估策略相結合，開發了一種基于滑模變結構控制器的Smith預估監控AGC系統的控制方法，滑模變結構控制器和傳統的PID控制器相比，無需控制對象精確數學模型，對控制對象的時滯、非線性和時變性具有一定的適應能力，同時對噪聲也有較強的抑制能力，且本發明所提出的控制方法是基于離散的傳遞函數模型，控制算法可直接轉化為STL語言，導入進PLC控制器，從而實現對熱連軋監控AGC系統中時滯問題的處理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Smith預估監控AGC系統的控制方法，以解決現有Smith預估監控AGC系統，對系統模型參數誤差敏感，對控制對象的時滯、非線性和時變性處理能力差的問題。

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種熱連軋預估監控AGC系統的控制方法，包括以下步驟：

步驟1：末機架的Smith預估監控AGC系統以HGC系統為執行機構，根據HGC系統的結構，建立其傳統函數模型如下：

G_pt(s)＝K_pt (5)