1 轧制过程计算机仿真概论 1
1.1 仿真技术概述 1
1.1.1 仿真分类与作用 1
1.1.2 仿真算法和仿真软件 3
1.2 轧制工艺特点 5
1.3 轧制过程仿真概况 8
1.3.1 轧制参数模型算法的性质 9
1.3.2 连续轧制仿真计算的特殊性 10
1.4 轧制仿真研究现状 10
1.4.1 国外轧制数字仿真研究 10
1.4.2 国内轧制数字仿真研究 11
1.5 轧制过程仿真编程平台选择与实践 13
参考文献 16
2 MATLAB/Simulink工作平台 18
2.1 MATLAB/Simulink简介 18
2.2 Simulink功能简述 19
2.3 Simulink的模块库 21
2.3.1 Simulink公用模块库与用户模块库 21
2.3.2 Simulink计算建模与子模块 23
2.4 Simulink模块加锁 25
参考文献 25
3 Simulink轧制模块建立 26
3.1 轧制数学模型与Simulink模块 26
3.1.1 轧制变形区的基本定义 26
3.1.2 中性角模型 28
3.1.3 压扁弧长模型 29
3.1.4 自动压下分配模型 30
3.2 轧机弹跳方程与P-H图 32
3.3 轧制力模型 34
3.3.1 热轧轧制力模型 34
3.3.2 变形抗力模型 35
3.3.3 热轧应力状态系数模型 39
3.4 轧制力矩计算 39
3.5 热轧温度计算模型 40
3.5.1 轧件在空气中的辐射温降 40
3.5.2 对流散热 41
3.5.3 轧件与轧辊接触的热传导 41
3.5.4 变形温升 42
3.6 宽展计算模型 43
3.7 单机架Simulink轧制模块单元 44
3.7.1 模块图形化轧机 44
3.7.2 轧机主计算模块 48
3.7.3 轧机图标组成轧制系统 49
3.8 连轧系统模块化方块图 51
3.8.1 7机架连轧模块仿真系统 51
3.8.2 轧机各层子模块结构 52
参考文献 59
4 自动控制系统传递函数与方块图 60
4.1 自动控制系统的基本组成和控制原理 60
4.2 控制系统的传递函数 61
4.3 方块图编程 62
4.4 多闭环控制系统的方块图 63
4.5 连轧过程的多闭环控制系统 64
参考文献 65
5 电机拖动系统与转速控制模型 66
5.1 电机拖动系统动力学基础 66
5.1.1 电机拖动系统运动方程 66
5.1.2 电动系统的动态特性分析 66
5.2 电机调速仿真模块 69
参考文献 71
6 液压位置自动控制（APC） 72
6.1 液压压下自动位置控制 72
6.1.1 轧机液压压下与液压伺服系统 72
6.1.2 检测装置 73
6.1.3 控制算法 74
6.2 液压缸传递函数模型 75
参考文献 77
7 轧机动态特性模型的建立 78
7.1 轧机机械系统垂直辊系动态模型分析 78
7.1.1 轧机作用力划分 78
7.1.2 轧机各部件振荡模型 79
7.2 轧辊传动带来的垂直振动 81
7.3 轧机垂直力系仿真的模型 82
7.4 轧辊辊系水平动态特性模型 84
参考文献 85
8 厚度自动控制 86
8.1 板带钢厚度的变化规律 86
8.1.1 用测厚仪的反馈式厚度自动控制系统 86
8.1.2 厚度计式厚度自动控制系统（压力增量AGC） 88
8.2 厚度计式前馈厚度自动控制系统（FF-AGC）仿真 91
8.3 AGC厚度控制补偿 92
参考文献 94
9 带钢板型自动控制理论 95
9.1 比例凸度 95
9.2 过钢辊型计算模型 96
9.2.1 轧辊的挠曲凸度计算 96
9.2.2 轧辊的弯辊挠曲计算 97
9.2.3 轧辊的热凸度计算 97
9.2.4 轧辊磨损凸度计算 97
9.2.5 轧制压力使轧辊不均匀压扁变形 98
9.2.6 轧辊的原始凸度计算 98
9.3 CVC轧机的辊型调节 99
9.3.1 弯辊装置对辊型的调节 99
9.3.2 入口板凸度对辊缝的影响 99
9.4 板型凸度计算的Simulink模块 100
参考文献 101
10 连轧张力和活套控制 102
10.1 轧制过程中张力的作用及其计算 102
10.1.1 前后张力和作用 102
10.1.2 张力计算的理论模型 103
10.2 活套支撑器 105
10.2.1 活套支撑器动特性模型 105
10.2.2 活套支撑器动作的Simulink模块化模型 108
参考文献 110
11 板带跑偏的张力模型 111
11.1 带钢轧制自由跑偏基本模型 111
11.2 连轧时轧件中心跑偏的张力作用 113
11.3 张力限制镰刀弯跑偏的计算模型 114
11.4 双侧牌坊Simulink模块图 115
参考文献 116
12 轧机传动系统的扭振 117
12.1 轧机传动轴的剪切应力计算 117
12.1.1 强度计算 118
12.1.2 共振频率计算 118
12.1.3 齿面间隙冲击计算 119
12.1.4 传动轴扭转变形静力学计算［4］ 119
12.1.5 轧机系统转矩动平衡模型建立 119
12.2 轧机传动系统的扭振状况 121
12.3 轧机扭振系统分析 124
12.4 间隙冲击放大模型分析 125
12.5 轧机传动轴杆系统的仿真 127
参考文献 129
13 模块化连轧仿真应用 130
13.1 单机架多种AGC仿真 130
13.1.1 单机架轧机几种AGC比较 130
13.1.2 单机座板型控制仿真 134
13.1.3 多架单机座同步运行 134
13.2 多机架带张力连续轧制仿真 136
13.2.1 连轧工艺仿真要点 136
13.2.2 连轧仿真运行 141
13.2.3 连轧过程仿真验证 143
13.2.4 连轧仿真过程的实际应用 145
13.3 多机架双路张力仿真 148
参考文献 149
14 连轧仿真的动画交互式操作 150
14.1 使用OPC服务器的数据传递方法 150
14.2 MATLAB交互式图形用户界面简介 151
14.3 建立连轧静态用户界面 153
14.4 连轧仿真动画设计 156
14.4.1 参数设定界面 156
14.4.2 实时数据交互 157
14.4.3 实时交互仿真界面操作 157
参考文献 160