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

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采用變比例積分法優(yōu)化立輥AWC控制技術(shù)

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

摘要：熱軋1580線粗軋立輥軋機(jī)AWC功能通過伺服液壓系統(tǒng)的位置閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)板坯寬度的精確控制。AWC位置閉環(huán)控制可分為兩個(gè)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(gè)階段均采用典型的PID控制方法，共用一套PID參數(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)該參數(shù)同時(shí)滿足上述兩個(gè)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(yùn)行。針對(duì)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(guān)鍵詞：AWC；PID；變比例積分

1 概述

熱軋1580線粗軋立輥軋機(jī)AWC功能通過伺服液壓系統(tǒng)對(duì)四個(gè)液壓缸同步的高速位置閉環(huán)控制實(shí)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(gè)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(gè)階段均采用典型的PID控制方法，共用一套PID參數(shù)。當(dāng)立輥軋機(jī)空載時(shí)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(yīng)快速性，而立輥軋機(jī)帶負(fù)載時(shí)立輥AWC液壓缸同時(shí)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(yīng)快速。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)該P(yáng)ID參數(shù)滿足空載時(shí)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(yùn)行.因此需要改變現(xiàn)有的控制方式將這兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的控制階段進(jìn)行解耦。以E2立輥軋機(jī)AWC系統(tǒng)為例，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及運(yùn)行曲線如下圖所示：

圖1 立輥軋機(jī)AWC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 采用原PID控制方案液壓系統(tǒng)振蕩時(shí)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(jìn)方案

為了解決現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，我們給AWC位置閉環(huán)控制的兩個(gè)控制階段各設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)編寫程序和人機(jī)接口畫面，并在停機(jī)時(shí)進(jìn)行程序調(diào)試，和立輥AWC液壓缸快開復(fù)位測(cè)試及階躍響應(yīng)測(cè)試。其次利用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)定PID參數(shù)，保證AWC液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。最后進(jìn)行在線模擬測(cè)試。

3 主要的技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)容

根據(jù)兩個(gè)AWC位置閉環(huán)控制階段的不同需求，各設(shè)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(gè)控制階段的耦合關(guān)系，設(shè)定以立輥咬鋼信號(hào)為上述兩套PI參數(shù)的控制時(shí)序切換點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)可變比例可變積分的控制方案。

圖4 修改后的人機(jī)接口畫面

4 實(shí)施效果

通過采用新的控制方案，AWC的位置閉環(huán)控制運(yùn)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(jī)接口畫面及系統(tǒng)運(yùn)行曲線如下：

圖5 25mm中間位位置控制響應(yīng)曲線

圖6 高速微調(diào)位置閉環(huán)控制響應(yīng)曲線

參考文獻(xiàn)

劉金琨.先進(jìn)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(yáng)人，營(yíng)口理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：綜合自動(dòng)化工程技術(shù)。

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(fù)雜工業(yè)過程的建模、控制與優(yōu)化。

奚宏淼，（1983-），男，遼寧沈陽(yáng)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(yīng)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

作者簡(jiǎn)介