铝冷轧机张力控制系统的建模与自适应 PID 算法应用

王向平 ( 河南中孚高精铝材有限公司 )

https://doi.org/10.37155/2811-0609-0505-28

Abstract

现代铝板带材冷轧生产中,精确控制带材张力对保障产品质量、提高成材率及确保设备安全运行至关重要。 传统固定参数PID控制器难应对轧制速度变化、来料厚度波动、卷径动态变化及摩擦系数非线性等系统不确定性,易 致张力波动大、响应滞后甚至断带。本文针对铝冷轧机张力控制系统,基于质量守恒定律和牛顿第二定律,建立含卷 径动态变化等的张力动力学模型;设计基于模糊推理的自适应PID控制器,能根据张力偏差及其变化率实时调整PID参数, 增强系统鲁棒性和动态响应性能;通过MATLAB/Simulink平台构建仿真模型,与传统PID控制策略对比分析。结果显示, 自适应PID控制策略在典型工况下能显著减小张力超调量、缩短调节时间、抑制稳态误差,验证了其优越性与工程应 用价值。

Keywords

铝冷轧机;张力控制;系统建模;自适应PID;模糊控制;MATLAB仿真

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