双辊薄带连铸辊速控制优化建模

摘要

为解决国内双辊薄带连铸辊速自动控制系统生产薄带成品率低、易裂纹、断带和卡轧等技术难题，稳定控制凝固终点最优位置是其关键。研究辊速与熔池温度场分布相互关系发现:当辊速变大，则薄带界面温度越高、坯壳体积越小、容易断带;当辊速变小，则薄带界面温度越低、坯壳体积越大、容易产生裂纹和卡轧。
　　据此设计了两个凝固终点位置对比模型:一是通过红外温度传感器检测冷却辊与坯壳接触界面的温度，运用快速凝固理论建立界面温度与凝固终点位置模型;二是通过热成像仪采样熔池温度场分布热辐射图像，通过图像处理后直接确定凝固终点位置。模型参数分别为界面温度和固相所占网格个数，解决了凝固终点位置不能直接测量的问题，增强了模型的精确性。
　　利用速度差调节器配合伺服电机和变频器实现两个冷却辊转速同步控制。利用模型参考自适应和指数平滑法实现辊速优化模型早期自适应和长期自学习，解决了因外界干扰致使辊速波动而不能实时修正主速度给定的问题，增强模型实时性和鲁棒性。线性模型简单直观，易于计算机控制，为目前辊速控制系统弊病提供了一种优化解决方案。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 双辊薄带连铸技术简介

1．2 双辊薄带连铸技术产业化发展情况

1．2．1 国外双辊薄带连铸技术情况

1．2．2 国内双辊薄带连铸技术情况

1．2．3 双辊薄带连铸技术特点

1．3 双辊薄带连铸辊速控制模型分析

1．4 本文研究的目的、意义和主要内容

1．4．1 本文研究的目的、意义

1．4．2 本文研究的主要内容

第2章 双辊薄带连铸辊速控制系统原理

2．1 动力学急冷快速凝固技术原理

2．2 双辊连铸法制备薄带材原理

2．3 双辊薄带连铸辊速控制原理

第3章 凝固终点位置优化建模

3．1 合金熔液凝固终点位置模型

3．2 红外温度传感器检测铸件／铸型界面温度修正凝固终点位置建模

3．3 热成像仪检测熔池温度场分布修正凝固终点位置建模

3．4 分离力理论估算凝固终点位置建模

3．5 三种凝固终点位置模型对比分析

第4章 凝固终点最优位置模型自学习

4．1 指数平滑法

4．2 基于指数平滑法的凝固终点优化建模及其自学习

4．3 凝固终点最优位置模型参考自适应

4．4 两种算法对比法分析

第5章 双辊薄带连铸辊速控制优化建模

5．1 影响辊速变化的因素

5．2 辊速控制优化建模

5．2．1 双辊辊速同步控制系统设计

5．2．2 铸件／铸型界面温度反馈修正辊速模型

5．2．3 熔池温度场分布反馈修正辊速模型

5．2．4 两种优化模型对比分析

第6章 双辊薄带连铸辊速控制优化建模结果分析

6．1 铸件／铸型界面温度反馈修正辊速模型仿真结果分析

6．2 熔池温度场分布反馈修正辊速仿真结果分析

第7章 结论与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文