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0绪论1

0.1高精度板带钢厚度自动控制的基本概念1

0.2高精度板带钢厚度自动控制的发展概况1

0.3使用部门对板带钢厚度精度的要求2

0.4板带钢厚度的定义和表示厚度的基本方法3

0.5轧制厚度的确定4

0.6厚度自动控制技术发展的趋势和特点5

1板带钢轧制时厚度控制用工艺数学模型8

1.1弹跳模型8

1.1.1弹跳模型在计算机控制轧制过程中的重要性8

1.1.2弹跳模型的基本概念9

1.1.3弹跳模型的建立9

1.1.4轧机刚度的测定10

1.1.5弹跳模型精度分析及提高精度的措施12

1.2轧制压力模型14

1.2.1轧制压力模型在计算机控制中的作用14

1.2.2建立轧制压力模型的方法和模型主要影响因素的基本结构15

1.2.3在线使用的轧制压力模型24

1.3前滑模型34

1.3.1前滑模型在计算机控制连轧过程中的作用34

1.3.2前滑的理论模型35

1.3.3前滑的统计型模型38

1.4能耗模型39

1.4.1能耗模型在计算机控制轧制过程中的应用39

1.4.2能耗模型的理论基础39

1.4.3能耗模型的结构形式41

1.4.4建立能耗模型的步骤44

1.5温降模型45

1.5.1轧制过程中温降变化的基本规律45

1.5.2热连轧过程中的温降模型49

2厚度自动控制系统数学模型的自适应控制与自学习控制55

2.1自适应控制与自学习控制的必要性55

2.2自适应回归算法介绍56

2.2.1增长记忆递推算法56

2.2.2渐消记忆递推回归法60

2.2.3指数平滑法62

2.3模型自适应应用举例64

2.4模型自学习67

2.4.1计算机控制系统中模型自学习的任务68

2.4.2模型因子自学习68

2.4.3模型中参数自学习68

3厚度自动控制的基本形式及其控制原理72

3.1板带钢厚度波动的原因及其厚度的变化规律72

3.1.1板带钢厚度波动的原因72

3.1.2轧制过程中厚度变化的基本规律72

3.2厚度自动控制的基本形式75

3.3厚度自动控制的基本原理76

3.3.1反馈式厚度自动控制的基本原理76

3.3.2前馈式厚度自动控制的基本原理78

3.3.3监控式厚度自动控制的基本原理79

3.3.4张力式厚度自动控制的基本原理81

3.3.5金属秒流量AGC控制的基本原理82

3.3.6液压式厚度自动控制的基本原理85

3.3.7轧制力AGC（P-AGC）控制系统的基本原理92

3.3.8绝对值AGC（ABS-AGC）控制系统的基本原理95

3.3.9动态设定型AGC（D-AGC）控制系统的基本原理100

4板带钢轧机的计算机控制系统103

4.1概述103

4.1.1硬件的组成104

4.1.2软件的组成105

4.2计算机控制系统的发展106

4.2.1数据采集系统（巡回检测系统）106

4.2.2操作指导控制系统107

4.2.3直接数字控制系统107

4.2.4监督计算机控制系统108

4.2.5多级控制系统108

4.2.6分散控制系统109

4.3控制用计算机应具备的性能109

4.4带钢连轧计算机控制系统的任务110

4.4.1热连轧（工艺）物料流程111

4.4.2热连轧计算机控制系统111

4.5热轧计算机控制系统的特点118

5压下位置自动控制基本原理及其控制系统120

5.1概述120

5.2电动压下位置自动控制系统的基本原理及其控制系统120

5.2.1压下位置控制的基本要求和控制的基本原理122

5.2.2提高位置控制精度和可靠性的措施129

5.2.3位置控制系统程序的公用性和程序的组成130

5.3电动-液压压下位置自动控制系统133

5.3.1概述133

5.3.22050mm热连轧精轧机组的电动-液压压下机械结构和检测装置133

5.3.3电动-液压压下系统134

5.3.42050mm热连轧机的液压系统控制线路图135

5.3.52050mm热连轧机压下位置检测装置136

5.3.62050mm热连轧机压下系统的计算机控制系统137

5.3.72050mm热连轧机的初始辊缝设定140

5.3.81700mm热连轧机中的电动-液压压下位置控制特点142

5.4冷连轧机全液压压下位置自动控制系统143

5.4.1压下位置控制系统143

5.4.2压下位置零点校正147

5.5具有可编程序控制器的压下位置自动控制148

5.5.1可编程序控制器的基本含义和特点148

5.5.2可编程序控制器（PLC）与控制用计算机和控制装置关系149

5.5.3可编程序控制器（PLC）在压下位置控制中的应用149

6带钢热连轧厚度自动控制系统152

6.1热连轧AGC系统概述152

6.2GM-AGC156

6.2.1轧机变刚度控制的原理157

6.2.2动态设定型AGC158

6.2.3GM-AGC一般形式158

6.2.4GE公司的GM-AGC控制策略160

6.2.5GM-AGC的工作模式161

6.2.6GM-AGC对操作侧和传动侧辊缝附加值的处理163

6.3MN-AGC164

6.3.1X射线测厚仪的误差165

6.3.2MN-AGC系统构成165

6.3.3根据产品厚度改变MN-AGC的增益165

6.3.4额外增益167

6.3.5传输延时的影响167

6.3.6自动扇形168

6.3.7超调量抑制168

6.3.8负荷平衡169

6.3.9穿带张力对厚度控制的影响169

6.3.10压下量补偿170

6.3.11最大修正值限幅170

6.3.12GM-AGC与MN-AGC的相关性170

6.3.13MN-AGC运行的相关条件171

6.3.14MN-AGC操作模式171

6.3.15MN-AGC的安装与调试173

6.4FF-AGC180

6.4.1功能描述180

6.4.2FF-AGC的安装182

6.5辊缝补偿183

6.5.1油膜补偿183

6.5.2轧辊热膨胀和磨损184

6.5.3弯辊补偿184

6.5.4张力损失补偿185

6.6秒流量补偿185

6.6.1秒流量误差186

6.6.2秒流量计算误差188

6.6.3秒流量补偿安装189

6.7穿带自适应189

6.7.1功能描述190

6.7.2穿带自适应执行190

6.7.3穿带自适应的测量190

6.7.4下游机架穿带自适应运行191

6.7.5穿带自适应的安装与调试192

6.8负荷分配194

6.8.1功能描述194

6.8.2安装与调试195

6.9热连轧机AGC的功能总结197

7带钢冷连轧的厚度自动控制系统198

7.1冷连轧的工艺特点及设备性能198

7.1.1工艺特点198

7.1.2设备及其性能198

7.2冷连轧机的厚度自动控制202

7.2.1冷轧带钢厚差产生的原因202

7.2.2冷连轧厚度控制特点203

7.2.3冷连轧AGC计算机控制系统203

7.2.4冷连轧自动化仪表203

7.2.5厚度自动控制系统功能205

7.2.6张力自动控制系统功能233

7.3冷连轧厚度自动控制效果分析238

7.3.1第1机架各厚度控制策略典型控制效果分析238

7.3.2第5机架各厚度控制策略典型控制效果分析238

7.3.3机架间的恒张力控制效果分析239

7.3.4厚度-张力解耦控制效果分析240

8带钢全连续轧制时的动态变规格控制242

8.1概述242

8.2动态变规格楔形过渡段主要参数的确定242

8.2.1楔形段长度LKi242

8.2.2楔形段起始位置LGKi和焊缝处厚度hSNi的确定243

8.2.3F′（αi）值的确定245

8.3现场应用的动态变规格楔形段参数确定方法讨论247

8.3.1楔形段长度LKi的确定248

8.3.2楔形起始位置LGKi的确定248

8.4动态变规格控制策略250

8.4.1楔形段的形成及压下增量的确定250

8.4.2楔形过渡段速度控制途径及其变化规律251

8.4.3动态变规格时张力变化规律253

8.5动态变规格时的计算机自动控制过程分析253

8.6动态变规格控制的实际效果分析255

8.6.1计算机控制系统的响应速度和精度分析255

8.6.2速度、压下和张力控制系统的响应速度和精度分析256

8.6.3动态变规格时的带钢超厚分析258

8.7热连轧动态变规格轧制259

8.7.1无头轧制主要工艺和设备260

8.7.2移动中带钢头、尾连接的控制技术261

8.7.3无头轧制接合区板厚控制技术261

9厚度自动控制系统中的补偿控制原理和措施262

9.1支撑辊偏心的补偿控制262

9.1.1支撑辊偏心对厚度精度的影响262

9.1.2轧辊系统跳动的概率分析263

9.1.3消除轧辊偏心的方法和措施264

9.2油膜厚度的补偿控制273

9.3板带钢宽度的补偿控制275

9.4压下补偿值的计算和控制277

9.5带钢尾部补偿值的计算和控制278

9.6轧辊热膨胀补偿281

9.7加减速补偿282

9.7.1概述282

9.7.2补偿原理282

9.7.3控制方式框图282

9.8轧制效率补偿值的计算283

9.8.1轧制效率η与轧制速度υ的关系283

9.8.2轧制效率η与轧件塑性系数M的关系283

10薄带材轧制时的厚度自动控制285

10.1概述285

10.2二十辊轧机的结构形式和特点286

10.2.1二十辊轧机结构形式287

10.2.2森吉米尔二十辊轧机结构特点289

10.2.3森吉米尔二十辊轧机工作机座结构289

10.3森吉米尔二十辊轧机的调整机构291

10.3.1压下调整机构291

10.3.2辊形调整机构293

10.3.3辊径补偿调整机构296

10.4二十辊轧机AGC系统的组成296

10.4.1液压压下位置闭环297

10.4.2厚度和速度检测装置298

10.4.3AGC计算机控制系统简介298

10.5二十辊轧机AGC系统控制特点299

10.5.1前馈控制特点300

10.5.2秒流量控制特点301

10.5.3反馈控制特点302

10.6二十辊轧机AGC系统运行模式303

10.6.1手动运行模式303

10.6.2WFC自动模式303

10.6.3Micron自动操作模式305

10.7二十辊轧机AGC控制系统306

10.7.1压下位置闭环伺服控制子系统306

10.7.2步进马达压下控制系统306

10.7.3厚度信号监测与预设定系统307

10.7.4长度和距离的测量系统308

10.7.5WFC逻辑控制系统310

10.8二十辊轧机辊形调整的液压控制系统310

10.9二十辊轧机AGC控制系统能达到的控制指标312

11中厚板轧制时的厚度自动控制系统316

11.1概述316

11.1.1基础自动化系统316

11.1.2过程控制系统317

11.2中厚板厚度自动控制系统318

11.2.1控制系统结构318

11.2.2检测仪表319

11.3基础自动化控制系统320

11.3.1辊缝控制320

11.3.2电动位置闭环控制323

11.3.3液压位置和压力闭环控制324

11.3.4辊缝倾斜控制326

11.3.5液压AGC厚度控制326

11.3.6头部厚度控制328

11.3.7中厚板轧机刚度测量329

11.3.8油膜厚度测量330

11.3.9支撑辊偏心测量332

11.4过程自动化控制系统332

11.4.1设定计算的数据流程333

11.4.2设定计算数学模型336

11.4.3轧机弹跳模型337

11.4.4中厚板轧制力模型338

11.5中厚板控制系统典型指标341

11.5.1APC系统性能341

11.5.2钢板厚度控制精度341

12板带材轧制时力参数和厚度测量与应用343

12.1概述343

12.2传感器的原理和技术基础343

12.2.1传感器的定义和组成343

12.2.2传感器的分类344

12.2.3传感器的静态数学模型344

12.2.4传感器的动态数学模型345

12.2.5传感器的特性分析与技术指标346

12.3测量系统组成和测量方法351

12.3.1测量系统的组成与特点352

12.3.2测量方法352

12.3.3测量仪表353

12.3.4测量系统的主要技术指标354

12.4力参数的测量355

12.4.1应力应变测量355

12.4.2常规应变测量与组桥方式357

12.4.3轧制压力测量360

12.4.4轧制扭矩测量369

12.5板带材轧制厚度测量372

12.5.1X射线测厚仪工作原理373

12.5.2X射线测厚仪374

12.5.3β射线测厚仪375

12.5.4γ射线测厚仪375

12.5.5射线式测厚仪安装形式375

12.5.6接触式带钢测厚仪376

12.5.7轧机辊缝测量376

主要英文缩写及说明379

参考文献385