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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳柏蒼
研究生(外文):Po-Tsang Chen
論文名稱:熱軋鋼廠精軋區前饋厚度控制之模擬與分析
論文名稱(外文):Simulation and Analysis of Feedforward Automatic Gauge Control for a Hot Strip Finishing Mill
指導教授:程啟正程啟正引用關係
指導教授(外文):Chi-Cheng Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:機械與機電工程學系研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:Feedforward熱軋鋼廠精軋區Gagemeter自動厚度控制
外文關鍵詞:Hot strip finishing millFeedforwardAutomatic gage control
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熱軋鋼廠是年產值高達數百億元之生產線,如何解決現有的軋延問題、改善軋延生產技術,以增加鋼帶生產量與提昇鋼帶完軋品質,是我們所關心的,其中完軋厚度更是品質的重要指標,要達到上述的要求,必須了解軋延現場的自動厚度控制系統原理。鋼帶溫度的變化往往會造成鋼帶出口厚度的變異,而前饋厚度控制系統即是針對鋼帶溫度的變異對鋼帶出口厚度作補償。本文即針對精軋區前饋厚度控制系統,討論其原理與對鋼帶厚度變異之控制效能,並以中國鋼鐵公司實際之熱軋產線為對象,透過模擬器的建立與控制系統分析,掌握控制系統與參數調整對鋼帶出口厚度所造成的影響。


Recently, the accuracy of hot strip gage is strictly demanded, and the strip thickness becomes the most important quality in hot strip rolling. It is well known that the accuracy of final strip thickness in the hot strip mill depends on the gage control performance at each stand. In order to improve the quality of the hot strip gage and reduce the strip thickness deviation , the Automatic Gage Control(A.G.C) system now is widely used in modern hot strip mills of the world.
In this paper, the principle of feedforward control strategy in the AGC system is discussed and it’s control performance is deeply analyzed. Besides, based on the study of comprehensively mathematical model and the establishment of simulator, the mathematical analysis and the simulation result can clarify the influence of the control system on strip thickness.


目錄 ………………………………………………………………….i
圖表目錄 …………………………………………………………...iv
摘要 …………………………………………………………...…..viii
第一章 緒論 ………………………………………………………..1
1.1 引言…………………………………………………………….1
1.2 研究動機與目的……………………………………………….2
1.3 文獻回顧……………………………………………………….3
1.4 論文架構……………………………………………………….5
第二章 軋延環境與自動厚度控制系統原理…………………………..6
2.1 熱軋軋鋼廠介紹……………………………………………….6
2.2 軋機概況……………………………………………………...10
2.3 自動厚度控制系統原理……………………………………...12
2.3.1 AGC簡介………..………………………………………..12
2.3.2 AGC控制架構……..……………………………………..13
2.3.3 軋機與鋼帶之特性曲線……..…………………………..15
2.3.4 AGC原理……..…………………………………………..18
2.3.5 Gagemeter AGC…....……………………………………..20
2.4 軋延力模式…………………………………………………...25
第三章 Feedforward自動厚度控制系統……….……………………..27
3.1 Feedforward AGC之原理…………………………………..…27
3.2 Feedforward AGC之流程…………………………………..…28
3.2.1 等效進口厚度變異計算…………………………………28
3.2.2 Hardness profile傳送時間計算…………………………..30
3.2.3 Feedforward Correction計算……………………………..31
3.3 Feedforward AGC模擬器之建立與驗證……………………..32
3.4 Feedforward AGC之模擬……………………………………..35
3.5 Feedforward AGC之分析……………………………………..43
3.5.1 Feedforward Gain之理想值………………………………43
3.5.2 理想值的計算與模擬……………………………………46
第四章 鋼帶出口厚度變異之分析……………………………………51
4.1 鋼帶出口厚度變異之轉移函數……………………………...51
4.2 系統穩定性…………………………………………………...53
4.3 Gagemeter對厚度變異的影響分析…………………………..54
4.4 Feedforward對厚度變異的影響分析………………………...60
4.5 系統對厚度變異的影響分析………………………………...66
第五章 結論……………………………………………………………73
參考文獻………………………………………………………………..75


[1] Roberts, W. L., Hot Rolling of Steel, MARCEL DEKKER Inc., New York, 1983.[2] Roberts, W. L., Cold Rolling of Steel, MARCEL DEKKER Inc., New York, 1978.[3]Ginzburg, Vladimir B., High Quality Steel Rolling, MARCEL DEKKER Inc., New York, 1993.[4]Ginzburg, Vladimir B., Steel-Rolling Technology, MARCEL DEKKER Inc., New York, 1993.[5]Sims, R. B., ‘‘The Calculation of Roll Force and Torque in Hot Rolling Mills,’’ Institution of Mechanical Engineers Proceedings, Vol. 168, pp. 191-200 ,1954.[6]Katori, H., ‘‘Frequency Based Automatic Gauge Control System Design Method in Hot Rolling Process,’’ 中鋼內部資料.[7]Lage, A., J. Pellicer, B. Kuchen and R. Carelli, ‘‘Modeling and Simulation of a Hot Strip Rolling Mill,’’ Industrial Electronics, Control and Instrumentation, Vol. 3, pp. 2017-2022, 1994.[8]Nakagawa, S., Miura, H., Fukushima, S. and Amasaki, J., ‘‘Gauge Control System for Hot Strip Finishing Mill,’’ Proceedings of the 29th Conference on Decision and Control, IEEE pp. 1573-1578, 1990.[9]Miura, H., Nakagawa, S., Fukushima, S. and Amasaki, J., ‘‘Gauge and Tension Control System for Hot Strip Finishing Mill,’’ Society of instrument and Control Engineers of Japan (SICE), pp. 463-468, 1993.[10]Okada, M., Iwasaki, Y., Murayama, K., Urano, A., Kawano, A. and Shiomi, H.; ‘‘Optimal Control System for Hot Strip Finishing Mill,’’ Proceedings of the 35th Conference on Decision and Control, IEEE, pp. 1236-1241, 1996[11]Hsu Y. L., C. P. Liang and S. J. Tsai, ‘‘An Improvement of HAGC Response for CSC No.1 HSM,’’ IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 36, pp. 854-860, 2000.[12]GEDS Customer Training — Automatic Gage Control,中鋼內部資料.[13]吳甲己、楊鴻隆、陳榮原、呂孟峰、吳清發、李守中合譯,油壓式自動厚度控制軋機,技術與訓練,10卷11期,民國74年11月,pp. 80-92。[14]吳甲己、楊鴻隆、陳榮原、呂孟峰、吳清發、李守中合譯,油壓式自動厚度控制軋機(二),技術與訓練,10卷12期,民國74年12月,pp. 91-96。[15]呂孟峰、吳清發合譯,液壓致動器AGC的動態特性,技術與訓練,10卷2期,民國74年2月,pp. 77-87。[16]陳玉松、黃再生,自動軋延系統(Hydroplate System)之改進,技術與訓練,12卷2期,民國76年4月,pp. 40-49。[17]梁昌彬,液壓伺服控制在熱壓鋼帶工廠之應用,技術與訓練,24卷4期,民國88年8月,pp. 79-96。[18]許元良、梁昌彬、蔡松釗,第一熱軋鋼帶工廠HAGC油壓伺服控制系統劣化診斷技術與動態響應之改善,技術與訓練,24卷4期,民國88年8月,pp. 126-129。[19]程啟正,AGC及FTC控制迴路輸出對Looper穩定性之分析,中鋼建教合作計劃RE-88-006結案報告。[20]許藍元,熱軋鋼場精軋區控制系統之分析,碩士論文,國立中山大學機械工程研究所,民國88年。[21]陳志雄,熱軋鋼場精軋區動態系統之模擬,碩士論文,國立中山大學機械工程研究所,民國88年。[22]陳慶松,熱軋鋼場精軋區厚度控制之模擬與分析,碩士論文,國立中山大學機械工程研究所,民國90年。[23]洪敏倚,鋼板軋延暨厚度控制,碩士論文,元智大學機械工程研究所,民國88年。[24]黃柏蒼,鋼板熱軋製程中精軋區之板厚與溫度關係之研究,碩士論文,元智大學機械工程研究所,民國88年。

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