田超 韩永成 高丹

摘要：本文针对热轧生产线由于厚度仪与轧机机架存在的物理距离导致的检测滞后问题给带钢成品厚度的影响进行研究，采用Smith预估器来消除滞后对厚度控制的影响。首先，介绍Smith补偿的原理。其次，给出监控厚度控制（Monitor Automatic Gauge Control MAGC）原理。再次，将Smith补偿与监拄：AGC相结合，避免了由于检测滞后给厚度造成的不良影响。最后，通过仿真可以看出采用Smith'预估器补偿的方法能够有效提升带钢的厚度控制精度。

关键词：Smith预估器;厚度自动控制（AGC）;纯滞后

中圖分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）05-0005-01

0引言

随着钢铁产能的过剩，用户对带钢的质量要求越来越高。在带钢的质量指标中厚度精度一直排在重要位置，为了保证带钢厚度轧机自动控制系统都设计有厚度自动控制系统（AGC），而监控AGC是厚度自动控制系统的重要组成部分，其控制原理是通过轧机出口厚度仪检测到的厚度偏差，来对上游机架的带载辊缝进行调型。由于轧机结构的限制且为了保护测厚仪，测厚仪通常安装在轧机出口，且距离末机架轧机有一定距离。因此，厚度仪检测到的带钢厚度差并不是轧机机架本时刻的厚度差，存在一定的滞后，是一个纯滞后系统。通过控制方法抵消滞后给带钢厚度控制和系统稳定性带来的不良影响，具有重要意义。根据国内外学者对时滞系统的研究，本文采用Smith预估器来解决滞后对厚度及生产稳定的影响。通过仿真可以看出采用Smith预估器补偿的方法能够有效提升带钢的厚度控制精度。

1Smith预估器原理

通过式（3）可以看出，纯滞后环节。一在闭环回路之外，这样就抵消了纯滞后环节给系统稳定性带来的不良影响。

2Smith预估器监控AGC

在热轧生产过程中，监控AGC是整个厚度控制系统的重要组成部分，它利用厚度仪检测的厚度差来对上游机架的有载辊缝进行实时调整。然而厚度仪的安装位置与轧机最后一个机架问有一定距离，这就造成了厚度仪检测的数据与轧机出口厚度之间存在一个时间差，因此监控AGC是一个纯滞后系统。通过上面的分析，本文引入smith预估器来抵消滞后给厚度控制系统和轧机稳定运行带来的不良影响，其控制框图如图3所示。

在图3中，△h-出口厚度差，△hp-Smith预估器模型出口厚度厚度差，△S-辊缝调节量。

其中轧机和测厚仪组成的被控对象的数学模型为：