DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.5.04

STRUCTURAL-PARAMETRIC SYNTHESIS OF ROLLING MILLS MULTI-MOTOR ELECTRIC DRIVES

B. I. Kuznetsov, T. B. Nikitina, I. V. Bovdui

Анотація


Цель. Повышение точности регулирования толщины и натяжения прокатываемой полосы и снижение чувствительности к изменениям параметров объекта управления на основе структурно-параметрического синтеза робастного управления многодвигательными электроприводами прокатных станов с параметрической неопределенностью. Методология. Разработан метод структурно-параметрического синтеза робастного управления многодвигательными электроприводами прокатных станов с параметрической неопределенностью, который позволяет повысить точность регулирования толщины и натяжения прокатываемой полосы и снизить чувствительность к изменениям параметров объекта управления. Метод основан на решении многокритериальной игры, в которой вектором выигрыша являются дисперсии продольной толщины и натяжения прокатываемой полосы. Вычисление вектора выигрыша связано с моделированием синтезированной системы при различных входных сигналах, для различных значений параметров объекта управления и в различных режимах работы. Решение многокритериальной игры основано на алгоритмах оптимизации роем частиц. Результаты. Приводятся результаты структурно-параметрического синтеза робастного управления многодвигательным электроприводом трехклетьевого стана холодной прокатки 740. Проведено сравнение точности регулирования толщины и натяжения полосы в синтезированной робастной и в существующей системах. Показано, что применение синтезированного робастного регулятора позволило повысить точность регулирования толщины и натяжения полосы и снизить чувствительность системы к изменениям параметров объекта управления по сравнению с существующей системой. Оригинальность. Впервые разработан метод структурно-параметрического синтеза робастного управления многодвигательными электроприводами прокатных станов с параметрической неопределенностью на основе решения многокритериальной игры и алгоритмов оптимизации роем частиц для повышения точности регулирования толщины и натяжения прокатываемой полосы и снижения чувствительности к изменениям параметров объекта управления. Практическая ценность. Даны практические рекомендации по обоснованному выбору структуры и параметров робастного управления трехклетьевым станом холодной прокатки 740 для повышения точности регулирования толщины и натяжения прокатываемой полосы и снижение чувствительности к изменениям параметров объекта управления. 

Ключові слова


прокатный стан; многодвигательный электропривод; регулирование толщины и натяжения прокатываемой полосы; компьютерное моделирование

Повний текст:

PDF ENG (English)

Посилання


Cuzzola F.A., Parisini T. Automation and Control Solutions for Flat Strip Metal Processing. The Control Handbook. Second Edition, 2010, pp. 18-36. doi: 10.1201/b10382-22.

Kozhevnikov A., Kozhevnikova I., Bolobanova N., Smirnov A. Chatter prevention in stands of continuous cold rolling mills. Metalurgija, 2020, vol. 59, no. 1, pp. 55-58. Available at: https://hrcak.srce.hr/224759 [accessed 06 October 2020].

Šinik V., Despotović Ž., Prvulović S., Desnica E. Higher harmonics of current caused by the operation of rolling mill. IX International Conference Industrial Engineering and Environmental Protection 2019 (IIZS 2019), 3-4 October 2019, Zrenjanin, Serbia, pp. 50-57.

Krot P.V., Korennoy V.V. Nonlinear Effects in Rolling Mills Dynamics. Proceedings of the 5th International Conference on Nonlinear Dynamics ND-KhPI2016, September 27-30, 2016, Kharkov, Ukraine.

Kugi A., Schlacher K., Novak R. Nonlinear control in rolling mills: a new perspective. IEEE Transactions on Industry Applications, 2001, vol. 37, no. 5, pp. 1394-1402. doi: 10.1109/28.952515.

Sushchenko O.A. Robust control of angular motion of platform with payload based on H∞-synthesis. Journal of Automation and Information Sciences, 2016, vol. 48, no. 12, pp. 13-26. doi: 10.1615/jautomatinfscien.v48.i12.20.

Sushchenko O.A., Tunik A.A. Robust optimization of the inertially stabilized platforms. 2012 2nd International Conference «Methods and Systems of Navigation and Motion Control» (MSNMC), 2012. pp. 101-105. doi: 10.1109/msnmc.2012.6475102.

Mituhiko Araki, Hidefumi Taguchi. Two-Degree-of-Freedom PID Controllers. International Journal of Control, Automation, and Systems, 2003, vol. 1, no. 4, pp. 401-411.

Zhang R., Alleyne A.G. Dynamic emulation using an indirect control input. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 2004, vol. 127, no. 1, pp. 114-124. doi: 10.1115/1.1876496.

Zhiteckii L.S., Solovchuk K.Y. Robust Adaptive pseudoinverse model-based control of an uncertain SIMO memoryless system with bounded disturbances. 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON), Jul. 2019, pp. 621-627. doi: 10.1109/ukrcon.2019.8879824.

Zhiteckii L.S., Azarskov V.N., Solovchuk K.Y., Sushchenko O.A. Discrete-Time Robust Steady-State Control of Nonlinear Multivariable Systems: A Unified Approach. IFAC Proceedings Volumes, 2014, vol. 47, no. 3, pp. 8140-8145. doi: 10.3182/20140824-6-za-1003.01985.

Sushchenko O.A. Robust Control of Platforms with Instrumentation. 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON), Jul. 2019. pp. 518-521. doi: 10.1109/ukrcon.2019.8879969.

Shchur I., Klymko V. Comparison of different types of electromechanical systems for creating the counter-rotating VAWT. 2017 IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON), May 2017. pp. 373-378. doi: 10.1109/ukrcon.2017.8100513.

Shchur I. Impact of nonsinusoidalness on Efficiency of alternative electricity generation systems. 2010 International School on Nonsinusoidal Currents and Compensation. Lagow, 2010, pp. 218-223. doi: 10.1109/ISNCC.2010.5524483.

Ostroverkhov M., Pyzhov V., Korol S. Control of the electric drive under conditions of parametric uncertainty and coordinates' interrelation. 2017 International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), Kremenchuk, 2017, pp. 64-67. doi: 10.1109/MEES.2017.8248953.

Peresada S., Kovbasa S., Korol S., Zhelinskyi N. Feedback linearizing field-oriented control of induction generator: theory and experiments. Technical Electrodynamics, 2017, no. 2, pp. 48-56. doi: 10.15407/techned2017.02.048.

Tytiuk V., Pozigun O., Chornyi O., Berdai A. Identification of the active resistances of the stator of an induction motor with stator windings dissymmetry. 2017 International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), Nov. 2017. pp. 48-51. doi: 10.1109/mees.2017.8248949.

Zagirnyak M., Chornyi O., Nykyforov V., Sakun O., Panchenko K. Experimental research of electromechanical and biological systems compatibility. Przegląd Elektrotechniczny, 2016, vol.1, no.1, pp. 130-133. doi: 10.15199/48.2016.01.31.

Galchenko V.Ya., Yakimov A.N. A turmitobionic method for the solution of magnetic defectometry problems in structural-parametric optimization formulation. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2014, vol. 50, no. 2, pp. 59-71. doi: 10.1134/s106183091402003x.

Gal’chenko V.Y., Yakimov A.N., Ostapushchenko D.L. Pareto-optimal parametric synthesis of axisymmetric magnetic systems with allowance for nonlinear properties of the ferromagnet. Technical Physics, 2012, vol. 57, no. 7, pp. 893-899. doi: 10.1134/s1063784212070110.




Copyright (c) 2020 B. I. Kuznetsov, T. B. Nikitina, I. V. Bovdui


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)