基于OpenGL的板带轧机实时仿真
摘要
冷连轧机基于参数模型的仿真技术对于优化轧制规程，提高设备使用效率，指导新机型设计具有重要意义，而仿真过程的可视化为设备仿真结果的形象化提供了基础。本文在研究冷连轧机及其液压AGC系统构成的基础上，在Windows98下以VisualC++6.0为软件开发平台，采用OpenGL三维图形库开发标准来实现冷连轧机视觉仿真模拟。
冷连轧机轧制实时仿真系统主要内容有：冷连轧机系统参数输入模块；单轧机轧制视觉仿真模块；冷连轧机轧制实时仿真模块；冷连轧机轧制过程模拟模块；人机交互模块；数据库设计模块。本文阐述了各模块的原理及实现。
冷连轧机轧制过程实时仿真系统是采用ODBC(Open DatabaseConnectivity，开放数据库连接)数据技术来实现实时仿真。三维实体造型应用计算机图形技术中的标准语言——OpenGL(Open Graphic Library)三维实体造型技术，在VisualC++6.0中利用ODBC数据库技术动态调用MicrosoftAccess中的数据作为仿真的后台数据。同时又作为图形库中函数的参数值来实现板带、轧辊、焊机、卷机等图形，并利用光照，消隐和融合技术达到仿真的真实性。
本课题通过计算机图形技术描绘冷连轧轧制过程中轧制力的跟踪曲线，比较直观地反映了在轧制的全过程中为获得目标厚度对轧机压下装置的操作。
仿真系统界面清晰、简单、友好、易用，能够虚拟冷连轧机轧制过程的视觉效果并适用于不同轧机系统的远程观察使用。
The simulation technology of strip mill is significant for optimizing the rolling regulation and improving the efficiency on the parameter module. The symbolization result based on the visualization of the simulation program. The
paper presents the software system of strip mill real-time simulation based on OpenGL, the research of strip mill and the hydraulic AGC. The software system uses Visual C++ 6.0 as its O.S. in the Chinese Windows98.
The strip mill real-time simulation system includes six parts: the module of input and output; the module of vision simulation for a rolling mill; the module of strip mill real-time simulation; the module of rolling process simulation; the module of people computer interface; the module of database design. The paper introduces the principle and implement of all modules.
The software system uses ODBC technology to implement real-time simulation. The module of 3D model design for strip mill real-time simulation
adopts the standard language of graphic technology------OpenGL(Open
Graphic Library) three-dimensional entity model. The software system can simulate strip mill rolling process using ODBC in the Visual C++ 6.0 to transfer Microsoft Access for background data. The strip, roller, welding machine and rolling machine based on the data. It is realized on the lighting, hiding and mixing.
The software system traced out curve of cold rolling pressure using computer graphics, directly show the operating process of control the aim thickness of strip.
The software system holds friendly user interface. It can reflect vision simulation of the rolling process. It adapts deferent mill system for observing.
冷连轧机轧制实时仿真系统主要内容有：冷连轧机系统参数输入模块；单轧机轧制视觉仿真模块；冷连轧机轧制实时仿真模块；冷连轧机轧制过程模拟模块；人机交互模块；数据库设计模块。本文阐述了各模块的原理及实现。
冷连轧机轧制过程实时仿真系统是采用ODBC(Open DatabaseConnectivity，开放数据库连接)数据技术来实现实时仿真。三维实体造型应用计算机图形技术中的标准语言——OpenGL(Open Graphic Library)三维实体造型技术，在VisualC++6.0中利用ODBC数据库技术动态调用MicrosoftAccess中的数据作为仿真的后台数据。同时又作为图形库中函数的参数值来实现板带、轧辊、焊机、卷机等图形，并利用光照，消隐和融合技术达到仿真的真实性。
本课题通过计算机图形技术描绘冷连轧轧制过程中轧制力的跟踪曲线，比较直观地反映了在轧制的全过程中为获得目标厚度对轧机压下装置的操作。
仿真系统界面清晰、简单、友好、易用，能够虚拟冷连轧机轧制过程的视觉效果并适用于不同轧机系统的远程观察使用。
The simulation technology of strip mill is significant for optimizing the rolling regulation and improving the efficiency on the parameter module. The symbolization result based on the visualization of the simulation program. The
paper presents the software system of strip mill real-time simulation based on OpenGL, the research of strip mill and the hydraulic AGC. The software system uses Visual C++ 6.0 as its O.S. in the Chinese Windows98.
The strip mill real-time simulation system includes six parts: the module of input and output; the module of vision simulation for a rolling mill; the module of strip mill real-time simulation; the module of rolling process simulation; the module of people computer interface; the module of database design. The paper introduces the principle and implement of all modules.
The software system uses ODBC technology to implement real-time simulation. The module of 3D model design for strip mill real-time simulation
adopts the standard language of graphic technology------OpenGL(Open
Graphic Library) three-dimensional entity model. The software system can simulate strip mill rolling process using ODBC in the Visual C++ 6.0 to transfer Microsoft Access for background data. The strip, roller, welding machine and rolling machine based on the data. It is realized on the lighting, hiding and mixing.
The software system traced out curve of cold rolling pressure using computer graphics, directly show the operating process of control the aim thickness of strip.
The software system holds friendly user interface. It can reflect vision simulation of the rolling process. It adapts deferent mill system for observing.
引文
1 易尧华．多媒体中的动画．北京：电子出版社，1999：19-20
2 向世明．OpenGL编程与实例．北京：电子工业出版社，1999：14-24
3 尹红霞．液压集成块CAD的研究与开发．[燕山大学工学硕士学位论文]．2000：2-6
4 Clayton Walnum.3D Graphics Programming With OpenGL.Que Corporation, June, 1995:34-45
5 杨克俭，刘舒燕．三维人体手臂交互式运动仿真．交通与计算机，1999，17(5)：4-7
6 连家创，刘宏民．板厚板形控制．兵器工业出版社，1996：1-17
7 彭天乾．微米级冷轧带钢厚度控制系统．冶金自动化，1996，6：1-5
8 Yoshiro Washikita, Masaaki Okamoto. Renewal of Automatic Gage Control System for a Cold Mill with Electric Screwdowns. ISIJ International, 1998, 38(9):977-984
9 宋文字．鞍钢厚板厂液压 AGC 系统分析．鞍钢技术，1995，10：35-40
10 郝付国，白埃民．动态设定型 AGC 在中厚板轧机上的应用．钢铁，1995，30(7)：32-36
11 Yoshikazu Mori,Toshio Ishibashi.Modernization of Gage Control System at sumitomo Wakayama 5-Stand Cold Mill. Iron and Steel Engineer, 1999,8: 46-50
12 Xu Guang, Zhang Haizhou, Yang Jie.Application of Adaptive Control Theory to the Automatic Control of a Tandem Cold Mill. Modernization of Steel Rolling Proceeding of International Conference on Modernization of Steel Rolling, 1988:586-590
13 Rajani K. Mudi, Nikhil R.Pal.A Robust Self-Tuning Scheme for PI-and PD-Type Fuzzy Controllers. IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 1999,7(1):2-15
14 席庆，张春林．Visual C++6．0实用编程技术．中国水利水电出版社，1999：123-134
15 华建新，王贞祥．全连续式冷连轧机过程控制．冶金工业出版社，2000，2：34-38
16 日本钢铁协会，板带轧制理论与实践．中国铁道出版社，1990：21-27
17 黄华清．轧钢机械．冶金工业出版社，1990：2-16
18 连家创．轧钢设备及工艺．第一分册钢板轧机，东北重型机械学院，1985：7-12
19 Frank Feldmann. Mathematical Models for Simulation and Control in Flat Rolling Mills. MPT International,1997,1:90-94
20 赵志业．金属塑性变形与轧制理论．冶金工业出版社，1982：17-20
21 Kunio Sekiguchi, Yoshiro Seki. The Advanced Set-up and Control System for Dofasco's Tandem Cold Mill. IEEE Transactions on Industry Application, 1996,32(3):608-615
22 王彤，刘相华．带钢轧机弹性曲线的研究．轧钢，2000，17(1)：8-10
23 John L.Lutz, C.Brent Morris. Innovative Improvements in Gauge Control on the Modernized five Stand Cold Mill at Armco Steel Company Ashland Works.34th Mechanical Working and Steel Processing Conference, 1993:31-33
24 Rajani K.Mudi, Nikhil R. Pal.A Robust Self-Tuning Scheme for PI-and PD-Type Fuzzy Controllers.IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 1999,7(1):2-15
25 张进之．动态设定型变刚度厚控方法的效果分析．重型机械，1998，1：30-34
26 唐谋凤．现代带钢冷连轧机的自动化．冶金工业出版社，1995：10-15
27 丁修．轧制过程自动化．冶金工业出版社，1986：35-40
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60 Rosa Maria Spitaleri Visua.Numercial EnvironmentReference Model, Methods and Tools. Computer-Aided Design, 1994,26(12): 17-18
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