采用變比例積分法優(yōu)化立輥AWC控制技術

石曉磊，張 勇，奚宏淼（.營口理工學院，遼寧營口，504；.鞍鋼股份鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧營口，5007）

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采用變比例積分法優(yōu)化立輥AWC控制技術

石曉磊1，張 勇2，奚宏淼2
（1.營口理工學院，遼寧營口，115014；2.鞍鋼股份鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧營口，115007）

摘要：熱軋1580線粗軋立輥軋機AWC功能通過伺服液壓系統(tǒng)的位置閉環(huán)控制實現(xiàn)板坯寬度的精確控制。AWC位置閉環(huán)控制可分為兩個階段：25mm中間位位置控制和高速微調(diào)位置閉環(huán)控制， 而且這兩個階段均采用典型的PID控制方法，共用一套PID參數(shù)。但在實際應用中發(fā)現(xiàn)該參數(shù)同時滿足上述兩個階段的控制要求，液壓管路振蕩劇烈， AWC液壓伺服系統(tǒng)無法正常運行。針對上述問題，本文采用變比例積分控制方法，能夠有效地消除管路振蕩現(xiàn)象并且提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

關鍵詞：AWC；PID；變比例積分

1 概述

熱軋1580線粗軋立輥軋機AWC功能通過伺服液壓系統(tǒng)對四個液壓缸同步的高速位置閉環(huán)控制實現(xiàn)板坯寬度的精確控制。立輥AWC位置閉環(huán)控制可分為兩個階段：25mm中間位位置控制和高速微調(diào)位置閉環(huán)控制， 而且這兩個階段均采用典型的PID控制方法，共用一套PID參數(shù)。當立輥軋機空載時立輥AWC液壓缸只執(zhí)行25mm中間位位置控制，要求穩(wěn)定性不要求響應快速性，而立輥軋機帶負載時立輥AWC液壓缸同時執(zhí)行25mm中間位位置控制和高速微調(diào)位置閉環(huán)控制，即要求穩(wěn)定性又要求響應快速。實際應用中發(fā)現(xiàn)該PID參數(shù)滿足空載時不適用于25mm中間位位置控制，液壓管路振蕩劇烈， AWC液壓伺服系統(tǒng)無法正常運行.因此需要改變現(xiàn)有的控制方式將這兩個相互關聯(lián)的控制階段進行解耦。以E2立輥軋機AWC系統(tǒng)為例，結(jié)構(gòu)簡圖及運行曲線如下圖所示：

圖1 立輥軋機AWC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

圖2 采用原PID控制方案液壓系統(tǒng)振蕩時的曲線

圖3 變比例積分控制方法程序流程圖

2 系統(tǒng)改進方案

為了解決現(xiàn)場應用中出現(xiàn)的問題，我們給AWC位置閉環(huán)控制的兩個控制階段各設計一套PID參數(shù)。程序控制流程圖如下：

首先根據(jù)程序流程圖，設計編寫程序和人機接口畫面，并在停機時進行程序調(diào)試，和立輥AWC液壓缸快開復位測試及階躍響應測試。其次利用經(jīng)驗法設定PID參數(shù)，保證AWC液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性。最后進行在線模擬測試。

3 主要的技術創(chuàng)新內(nèi)容

根據(jù)兩個AWC位置閉環(huán)控制階段的不同需求，各設定一套PID參數(shù)。25mm中間位位置控制的PID參數(shù)為KP1和KI1，高速微調(diào)位置閉環(huán)控制的PID參數(shù)為KP2和KI2。另外根據(jù)這兩個控制階段的耦合關系，設定以立輥咬鋼信號為上述兩套PI參數(shù)的控制時序切換點，從而實現(xiàn)可變比例可變積分的控制方案。

圖4 修改后的人機接口畫面

4 實施效果

通過采用新的控制方案，AWC的位置閉環(huán)控制運行穩(wěn)定，滿足了不同控制階段的穩(wěn)定性和快速性的要求。修改后的人機接口畫面及系統(tǒng)運行曲線如下：

圖5 25mm中間位位置控制響應曲線

圖6 高速微調(diào)位置閉環(huán)控制響應曲線

參考文獻

劉金琨.先進PID控制MATLAB仿真（第2版）.北京：電子工業(yè)出版社，2004.9

石曉磊（1983-），女，遼寧遼陽人，營口理工學院實驗師，碩士，研究方向：綜合自動化工程技術。

張勇（1985-），男，遼寧鞍山人，鞍鋼股份鲅魚圈鋼鐵分公司，工程師，研究方向：復雜工業(yè)過程的建模、控制與優(yōu)化。

奚宏淼，（1983-），男，遼寧沈陽人，鞍鋼股份鲅魚圈鋼鐵分公司，工程師，研究方向：智能控制理論及應用。

Optimum Design of Edger AWC System Control with Variable Proportion Integral Technique

Shi Xiaolei1，Zhang Yong2，Xi Hongmiao2
（1.Yingkou Institute of Technology 115014；2.Angang Iron&Steel Stock Co.，Ltd.Ba Yu-quan branch 115007）

Abstract：Edger AWC functions，which are of rough milling in1 1580 hot rolling product line，can accurately control the width of slabs with position close-loop control in hydraulic servo system.AWC position closeloop control include two steps: 25mm middle position control and apace position control in the small rang，which are controlled in the way of typical PID control with the same PID parameters.But during the running of hydraulic servo system，the PID parameters doesn’t simultaneouslysatisfy the controlling requirement of the above-mentioned steps.With the PID parameters，hydraulic pipelines can oscillate severely，and AWC hydraulic servo system can not running normally.According to above-mentioned problems，this article adopt variable proportion integral technique，which can avoid effectively the oscillation of hydraulic pipelines and improve the stability of AWC hydraulic servo system.

Keywords：AWC；PID；variable proportion integral technique

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