[发明专利]一种轧机半实物仿真系统及仿真方法

说明书

技术领域

本发明属于系统仿真技术领域，具体涉及一种轧机半实物仿真系统，本发明还涉及采用上述系统进行仿真的方法。

背景技术

由于国际经济金融危机和中国国内制造业的产业升级转型，冷轧薄板的需求量大幅紧缩。而且近几年国内多个企业的冷轧机开始投产，导致国内薄板产品的质量和价格的竞争激烈，对此用户对轧机的性能、生产效率和产品质量提出了更高的要求。仿真技术是科学研究和产品研发的重要手段，而对于轧机AGC控制系统的仿真和轧机液压系统的仿真目前完全在计算机上实现，大多数用Matlab等仿真软件建立系统的模型并进行仿真，此类的仿真并没有引入真实的AGC控制器，而是在仿真回路里加入了数字控制器，对现场的信号也没有进行模拟。

为保证现场生产的产品质量和避免生产事故的发生，研发人员不能直接把未曾试验过的算法加入到控制器中，而AGC控制系统在轧制设备上进行现场试验的成本大、研发周期长、易造成设备及生产事故的特点，这给AGC系统的研发带来了巨大的阻碍。

发明内容

本发明的目的是提供一种轧机半实物仿真系统，解决了真实的AGC控制系统不能接入仿真系统的问题，可以用于AGC控制系统的研究和离线调试。

本发明的另一目的是提供一种轧机半实物仿真方法。

本发明所采用的技术方案是，一种轧机半实物仿真系统，包括通过以太网连接的总控计算机、轧机主操台、AGC控制系统、现场信号模拟系统及仿真计算机，现场信号模拟系统包括若干种信号发生器：±10V发生器、CAN总线信号发生器、SSI接口发生器、脉冲信号发生器、4-20mA信号发生器及±10mA信号发生器。

本发明所采用的另一技术方案是，一种轧机半实物仿真方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：首先在仿真计算机上输入轧机系统参数和传动系统参数，根据输入的参数建立轧机系统模型；

步骤2：对现场信号模拟系统进行配置，首先依次读取每个信号发生器的设定参数，然后对每个信号发生器参数进行配置，对于±10V发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、线性变换比例系数、线性变换偏移量；对SSI接口发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、数据长度、数据格式；对CAN总线信号发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、报文ID、报文速率；对脉冲信号发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、码盘分辨率、测速辊直径；对于4-20mA信号发生器配置参数IP地址、数据地址、数据类型、线性变换比例系数、线性变换偏移量；

步骤3：AGC控制系统控制现场信号模拟系统及仿真计算机进行仿真，仿真计算机根据步骤1得到的模型计算仿真厚度值，通过改变AGC控制系统参数，使得仿真厚度值与设定厚度的误差最小，从而得到AGC控制系统的最佳工作参数。

本发明的特点还在于，

其中的步骤1根据输入的参数建立轧机系统模型，具体按照以下步骤实施：

1）建立闭辊缝状态液压系统模型：

a.电液伺服阀力矩马达表示方程：

τvdxvdt=-xv+Kvi,]]>

式中：τ_v—伺服阀时间常数，单位s；

      K_v—伺服阀电流增益，单位m/mA；

      i—伺服阀工作电流，单位mA；

      x_v—伺服阀阀芯位移，单位m；

b.伺服阀的流量方程：