Модели и алгоритмы автоматического регулирования межклетевых натяжений полосы для устранения вибраций на станах холодной прокатки
Гарбер Э. А., Наумченко В. П., Абраменко В. И. и др. Исследование причин образования ребристости на поверхности холоднокатаных полос // Бюллетень «Черная металлургия». -2001.-№ 1.-С.16−19. Дружинин Н. Н. Основные закономерности взаимосвязанного изменения величин в непрерывном полосовом^ стане холодной прокатки и его электропривода//Труды ВНИИметмап1а-1962.-С.22−34. Гарбер Э. А., Наумченко В. П… Читать ещё >
Содержание
- Выводы по главе
1. Применение упреждающего регулятора толщины полосы с нейронной сетью в качестве цифрового фильтра блока обработки информации позволяет ликвидировать многочастотныт источник колебаний натяжения и снизить стандартное отклонение толщины полосы от заданной толщины на 4−11% и максимальное отклонениег на 3−10% и подавить отклонение толщины. полосы, вызванное ошибкой вычисления корреляIщонных момен-. тов, на 97−99,5%. ¦, ' 2- Применение разработанного алгоритма идентификации-колебаний? натяжения полосы на стане 1700 ПХП ЧерМК «Северсталь» позволяет повысить быстродействие процесса идентификации на 50% и уменьшить процент ошибочных идентификаций на 34%, что позволяет рассчитать параметры регулятора колебаний натяжения: и замкнуть контур регулирования на него до момента начала вибраций. 3. Разработанный алгоритм автоматического регулирования межклетевого натяжения полосы, позволяет устранить в85% случаев вибрации на станах холодной прокатки и повысить на 24% максимальную скорость прокатки. При этом-, если считать, что прокатка на максимально возможной скорости без возникновения вибраций идет 10% всего времени работы стана, то, исходя из средних параметров прокатки и вероятности возникновения вибраций рассчитанной по (3.11), производительность стана, рассчитанная по методике [89] с применением разработанного алгоритма, вырастет на 2,14%.
Заключение
1. Проведено исследование динамических и статических свойств параметров прокатки, характеризующихся возникновением вибраций на стане холодной прокатки 1700 ПХП ЧерМК ОАО «Северсталь», и установлены источники возбуждения вибраций и колебания межклетевого натяжения полосы.
2. Разработана математическая модель для расчета параметров колебаний межклетевого натяжения прокатываемой полосы, учитывающая динамику электропривода клети, упругость «полосы, эффект транспортной’задержки «толщины полосы между клетями и определяющая условие возникновения вибраций на станах холодной прокатки:
3. Разработан алгоритм устранения погрешности работы упреждающего регулятора и многочастотных колебаний межклетевого натяжения прокатываемой полосы, основанный на обработке информации о толщине прокатываемой полосы с помощью линейной нейронной сети, который также снижает стандартное отклонение толщины полосы от заданной толщины на 4−11% и максимальное отклонение на 3−10%.
4. Разработан алгоритм идентификации вибраций, основанный на обработке информации о межклетевом натяжении полосы с помощью^ вейв-лет преобразования, позволяющий повысить быстродействие процесса идентификации, на 50% и уменьшить процент ошибочных идентификаций на 34%.
5. Разработана математическая модель автоматического регулятора колебаний межклетевого натяжения- удовлетворяющего критериям устранения вибраций на станах холодной прокатки, состоящая из полосового усилителя, основанного на фильтре Бесселя, и адаптивного корректора фазового сдвига.
6. Разработан алгоритм расчета параметров автоматического регулятора и процесса автоматического регулирования межклетевого натяжения прокатываемой полосы для устранения вибраций с перенастройкой управления в зависимости от стабильности процесса на станах холодной прокатки, обеспечивающего повышение качества поверхности изготавливаемых полос (устранение дефектов «поперечная ребристость» и «поперечные теневые полосы») и производительности стана (повышение максимальной скорости прокатки на 24% и устранение в 85% случаев вибраций).
Модели и алгоритмы автоматического регулирования межклетевых натяжений полосы для устранения вибраций на станах холодной прокатки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
1. ГОСТ 19 904–90. Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.
2. ГОСТ 9045–93. Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для" холодной штамповки. Технические условия.
3. ГОСТ 503–81. Лента холоднокатаная из низкоуглеродистой стали. Технические условия.
4. ASTM А366/А366М-91. Standard Specification for Steel, Carbon Cold-Rolled Sheet, Commercial Quality.
5. ГОСТ 11 701–84. Металлы. Методы испытания на растяжение тонких листов и лент.
6. ASTM Е646−00. Standard Test’Method for Tensile Strain-Hardening Exponents (n-Values) for Metallic Sheet Materials.
7. ГОСТ 10 501–80 (ИСО 8490−86). Металлы. Методы испытания на выдавливание листов и лент по Эриксену.
8. ГОСТ 2789–73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.
9. ASTM Е517−00. Standard Test Method' for Plastic Strain Ratio r for Sheet Metall.
10. Иводитов В. А. Автомобильная сталь! I Производство проката. -2005.-№ 1.-С.37−43.
11. Иводитов В. А., Перкас М. М., Шелест А. Е., Юсупов В: С. Анализ требований к автомобильному листу// Производство проката. -2007.-№ 6 — С.33−39.
12. Стратегия развития металлургической промышленности России на период до 2020 года// Министерство промышленности.-2009.-133 с.
13. Аркулис Г. Э., Шварцман З. М., Файзуллин В. Х. и др. Автоколебания в стане холодной прокатки// Сталь.-1972.-№ 8.-С.727−728.
14. Yarita I. An Analysis of Chattering in Cold Rolling for Ultrathin Gauge Steel Strip// Transaction of Iron and Steel Institute of Japan.-1978.-Vol.18. № 1.-P.l-8.
15. Farley T.W.D., Rogers S., Nardini D. Understanding Mill Vibration Phenomena// Proceedings of the Conference: Vibration in Rolling Mills, Institute of Materials, London.-2006.-P.236−242.
16. Markworth M. Vibration Diagnostics in rolling mills// Millennium steel.- 2008.-P. 185−189.
17. Гарбер Э. А., Наумченко В. П., Кожевников A.B. и др. Исследование причин возникновения колебаний в клетях непрерывных прокатных станов// Производство проката-2003.-№ 1 -С. 10−12.
18. Dragomir S., Dragomir G., Spanu С. The-monitoring of chattering in cold rolling mill system with five stands for thin strip// Metallurgy and materials-science. University of Galati.-№ 2.-2007;P.87−90.
19. Колпаков C.C., Пименов B.A., Цуканов Ю. А., Рубанов В. П. Исследование вибраций на пятиклетевом стане 2030// Сталь.-1993.-№ 1.-С.47−51.
20. Синицкий В. М., Рыбаков Ю. В. Стальная полоса в межвалковом пространстве стана холодной прокатки как колебательная структура // Производство проката.-2002.-№ 5-С. 18−20.
21. Синицкий В. М., Рыбаков Ю. В. Колебания валковой системы в клетях с гидронажимным механизмом // Производство, проката-2005;№ 1.-С.32−35.
22. Пименов В. А. О причинах нарушения устойчивости холодной прокатки//Известия ВУЗов. Черная металлургия.-1990.-№ 8.-С.36−38.
23. Колпаков С. С., Пименов В. А., Цуканов Ю. А., Рубанов В. П. Исследование вибраций на пятиклетевом стане 2030// Сталь.-1993.-№ 1.-С.47−51.
24. Гарбер Э. А., Павлов С. И., Кузнецов В. В. и др. Причины возникновения и методы устранения на поверхности холоднокатаных автомобильных листов дефектов «поперечная ребристость» и «полосы нагартовки"// Метал-лы.-2009.-№ 1.-С. 12−20.
25. Гарбер Э. А., Наумченко В. П., Абраменко В. И. и др. Исследование причин образования ребристости на поверхности холоднокатаных полос // Бюллетень «Черная металлургия». -2001.-№ 1.-С.16−19.
26. Гарбер Э. А., Наумченко В. П., Кожевников А. В., Павлов С. И. Устранение вибраций в рабочих клетях станов холодной прокатки путем коррекции их энергосиловых параметров // Сталь -2003 .-№ 9.-С.79−82.
27. Гарбер Э. А., Кожевников.А.В., Наумченко В. П., Шадрунова И. А., Павлов С. И. Исследование, моделирование и устранение вибраций в рабочих клетях станов холодной прокатки // Производство проката-2004.-№ 6.-С.34−41.
28. Tamiya Т., Fumi К., Iida Н. Analysis of Chattering Phenomenon in Cold Rolling// Proceedings of Int. Conference on Steel Rolling, ISIJ, Tokyo 1980.-P.l 191−1202.
29. Roberts W. Third Octave Mode Chatter in the Cold Rolling of Light Gauge Strip// Proceedings of the International Conference on Steel Rolling-1980.-P.1215−1224.
30. Tlusty J., Critchley S., Paton D. Chatter in Cold Rolling// Annals of CIRP.-1982.-№ 31 .-P.l95−199.
31. Yun I.S., Wilson W.R.D., Ehmann K.F. Chatter in the Strip Rolling Process, Part 1: Dynamic Model of Rolling// Journal of Manufacturing Science and Engineering-1998.-№ 20.-P.330−336.
32. Yun I.S., Wilson W.R.D., Ehmann K.F. Chatter in the Strip Rolling Process, Part 2: Dynamic Rolling Expirements// Journal of Manufacturing Science andEngineering.-1998.-№ 20.-P.337−342.
33. Yun I.S., Wilson W.R.D., Ehmann K.F. Chatter in the Strip Rolling Process, Part 3: Chatter Model// Journal of Manufacturing Science and Engineer-ing.-l998 -№ 20.-P.343−348.
34. Ни P.H., Ehmann K.F. A dynamic model of rolling process. Part I: homogeneous model// International Journal of Machine Tools & Manufacture-2000.-№ 40 -P. 1−19.' Л 143 ¦
35. Ни Р. Н., Ehmann K.F. A dynamic model of rolling process. Part I: in-. homogeneous model// International Journal of Machine Tools & Manufacture.-2000.-№ 40.-P.21−31.
36. Ни P.H., Ehmann K.F. Stability Analysis of Chatter on a Tandem Rolling Mill// International Journal of Manufacturing Processes.-2000.-№ 4-P.217−224.. ' .'.
37. Swiatoniowski A., Bar A. Parametrical excitement vibration in tandem mills mathematical model and its analysis//Journal of Materials Processing Technology-2003 -Vol. 134.-P.214−224. ,.
38. Swiatoniowski A., Nizol J. Numerical analysis of the vertical vibrations, of rolling mills and their negative effect on the sheet’quality//Journal of Materials Processing Technology.-2005.-Vol. 162.-P.546−550.
39. Синицкий B-Mi, Рыбаков Ю. В. Резонансные колебания валковой системы в клети стана и критическая скорость прокатки // Производство проката.-2004.-№ 8.-С.8−10: ;
40. Колпаков С. С., Пименов В. А., Цуканов Ю. А., Рубанов В: П. Исследование вибраций на пятиклетевом стане 2030//Сталь-1993.-№ 1 -С.47−51.
41. Пименов В. А., Колпаков С. С., Рубанов В. П. Система автоматического диагностирования вибраций и управления скоростным режимом на стане 2030 холодной прокатки//Производство проката.-1998:-№ 1-С.29−33;
42. Дружинин И. Н. Непрерывные станы как объект автоматизации//М.: Металлургия.-1967.-259 с. •.
43. Дружинин Н. Н. Основные закономерности взаимосвязанного изменения величин в непрерывном полосовом^ стане холодной прокатки и его электропривода//Труды ВНИИметмап1а-1962.-С.22−34.
44. Макаров Ю. Д., Белоглазов Е. Г., Нелорезов И. В., Мезрина Т. А. Исследование процесса холодной прокатки перед началом вибраций на непрерывном стане// Сталь.-2008.-№ 12.-С. 92−95:
45. Целиков А. И. Теория прокатки. Справочник// М.: Металлургия.-1982.-335 с.
46. Маслов Е. А., Харахнин К. А. Определение амплитудно-частотной области колебаний натяжения полосы стана бесконечной холодной прокатки 1700// Материалы Всероссийской научно-практической конференции Череповецкие научные чтения-2010. Ч.З.-С.217—221.
47. Харахнин К. А., Кожевников A.B., Маслов Е. А. Разработка алгоритма идентификации вибраций в рабочих клетях станов холодной прокат-ки//Сталь.-2010.-№ 10.-С.38−40.
48. Филатов A.C., Зайцев А. П., Смирнов A.A. Автоматические системы стабилизации толщины полосы при прокатке//М.:Металлургия.-1982.-128 с.
49. Грудев А. П. Теория прокатки// М.: Металлургия.-1988.-240 с.
50. Бройдо Б. С. Синтез систем автоматического управления непрерывными станами холодной прокатки//М.: Металлургия.-1978.-159с.
51. Бодров Е. Э. Система регулирования непрерывного прокатного стана// Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ.-Вып. 13. -2006.-С. 190−192.
52. Лысенков Н. Г. К выбору структуры САР толщины на широкополосных станах с переменными параметрами прокатки// Автоматизация прокатных станов. М.: Металлургия.-1976.-С.31−41.
53. Dendle D.W. Hydraulic position controlled mill and automatic gauge control// Flat Rolling: A Comparison of Rolling Mill Types, Metals Society. Cardiff, Wales.-1978.-P 103−111.
54. Rath G., OvLeary P. Druckverhaltnisse in lagegeregelten HydraulikZylindern, Olhydraulik und Pneumatik//Zeitschrift fur Fluidtechnik, Vereinigte Fachverlage. Germany.-1999.-Vol. 4.-P.298−299.
55. Попов Д. Н. Динамика и регулирование гидрои пневмосистем// М.:Машиностроение.-1976.-424 с.
56. Погорелов В. И. Элементы и системы гидропневмоавтоматики// Л.: Изд-во Ленингр.-1979.-184 с.
57. John D.4 Higham, Colin J. McNaught Pat: 458 842 U.S. Patent. Feed-forward gauge control-system for a rolling mill//Cupertino, California.- Apr. 8, 1974.
58. Филатов A.C. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки//М.: Металлургия.-1973.-375 с.
59. Кашьян Р!: JL, Рао А. Р. Построение динамических стохастических моделей по>экспериментальным данным// М: Мир.-1983.-384 с.
60. Иванов Г. М., Никитин Б. К. Автоматизированный электропривод агрегатов непрерывного действия// Ml: Энергоатомиздат.-1986.-224 е.
61. А. В. Дылевский, Лозгачев Г. И. Конечномерный-модальный регулятор дшь объектов* с запаздыванием// Вестник ВГУ, Серия: Физика: Мате-матика.-2005.-№ 1 .-С .158−1621.
62. Бейкер Дж., Грейвс-Моррис П. Аппроксимации Паде// М.: Мир.-1986.-502 с.
63. Фишман JI. '3. Критерий устойчивости систем с запаздыванием в одном критическом случае// Сиб. матем. журн.-1998.-№ 6.-Р. 1423−1427.
64. Лекус В. Д., Ровинский В. Э. Оценка устойчивости систем, с запаздыванием// Энергоатомиздат. Ленингр. отделение.-1982.-110 с.
65. Kugi A., Haas W., Schlacher К., Aistleitner К., Frank Н.М., Rig-ler G.W. Active compensation of roll eccentricity in rolling mills// Industry Applications, IEEE Transactions .-Volume: 36 Issue:2. Mar/Apr 2000.-P.625- 632.
66. Aistleitner K., Mattersdorfer L. G., Haas W., Kug A. Neural network for identification of roll eccentricity in rolling mills// Journal of Materials Processing Technology .-Volume 60, Issues Г-4.-15 June 1996.-P.387−392.
67. Строганов А. Использование линейной нейронной сети в задачах прогнозирования деградации выходных параметров ИС// Компоненты и Технологии.-2006.-№ 2.-С. 170−175.
68. Маслов E.A., Харахнин K.A., Синяков A.H. Алгоритм обработки информации о толщине полосы для упреждающего регулятора на основе нейронной сети на стане холодной прокатки //Производство проката-2011 — № 9.-С.37−42.
69. Mackel J., Seeliger A., Georges D. Measurment and Diagnosis of Process-Disturbing Oscillations in High-Speed Rolling Plants// Proceedings of the XIV Imeko World Congress.-2002.-P.342−349.
70. Mackel J., Seeliger A., Georges Dl Measurment and Diagnosis of Process-Disturbing Oscillations on Plants for Machine Condition Monitoring and Quality Control/ZProceedings of the XIV Imeko World Congress.-1997.-P.82−88.
71. Харахнин K.A., Маслов E.A., Кожевников" А. В. Алгоритм идентификации вибраций на стане, бесконечношхолодной5прокатки // Вестник Череповецкого государственного университета.-2010.-№Г.-С. 131−136.
72. Пименов В. А., Соловьев К. В1, Долматов А. П. Способ диагностики резонансной вибрации и управления многоклетьевым станом холодной прокатки полос и устройстводля его осуществления// Патент РФ № 2 338 609, кл. В 21 В 37/00.-2002'.
73. Голованов П. Н., Степаненко В. В., Верхорубов А. А., Павлов С. И. Способ определения вибраций на станах прокатки полосы// Патент РФ № 2 239 501, кл. ВШ В 37/00.-2004.
74. Переберин А. В. О систематизации вейвлет-преобразований// Вычислительные методы и программирование.-2002.-т. 2.-С. 15−40.
75. Farge M. Wavelet. Transforms and their applications to turbulence// Ann. Rev. Fluid Mech.-1942.-№.34.-P.39557.
76. Маслов E.A., Харахнин K.A., Кожевников A.B. Алгоритм обработки информации о натяжении полосы для идентификации вибраций на станах бесконечной прокатки на основе вейвлет-преобразования//Производство проката.-2010.-№ 10.-С.З 6−3 9.
77. Сурков Д. М. Идентификация объектов автоматизации // Наука: По-иск-2003;№ 1.-С.334—336.
78. Mitchell Don P., Netravali Arun N. Reconstruction Filters in Computeri.
79. Graphics// Computer Graphics.-1988.-№ 4.-P.221−228.
80. JI. Рабинер, Б. Гоулд Теория и применение цифровой обработки сигналов // М.: Мир -1978.-848 с.
81. Parks, T. W., Burrus С. S. Digital Filter Design//John Wiley & Sons, New York.-1987.-83p.
82. Rabiner L.R., McClellan J. H, Parks T.W. FIR Digital Filter Design Techniques Using Weighted Chebyshev Approximations// Proc. LEEE-№ 63−1975.-P.595−610.
83. Уидроу Б., Стирнз С. Д. Адаптивная обработка сигналов//М.: Радио и связь-1989 440 с.
84. Коуэн К. Ф. Н., Грант П. М. Адаптивные фильтры// М.: Мир-1988.-392 с.
85. Glentis G.O., Berberidis К., Theodoridis S. Efficient Least Squares Adaptive Algorithms for FIR TransversalFiltering // IEEE Signal Processing Magazine.-l999.-№ 4.-P. 13−41.
86. Химич Г. Л., Третьяков A.B., Гарбер Э. А., Макарова М. А. Оптимальная производительность станов холодной прокатки// М: Металлургия.-1970.-С.67−82.