基于单神经元pid轧机辊缝控制系统的研究

《基于单神经元pid轧机辊缝控制系统的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第一章绪论和工业生产中的要求。现代控制理论和智能控制理论也越来越多的应用到轧制板厚自动控制中【11J31。文献[14】运用Q预测前馈AGC控制系统原理和塑性系数Q线性化预测算法。现场应用表明，Q预测算法对热轧带钢厚度偏差具有明显的抑制作用。文献【15】提出一种基于自适应小波阈值去噪算法的补偿方法．这种方法将去噪信号的信噪比作为性能指标，采用黄金分割法进行寻优，得到最优的阈值参数，该方法对板厚控制系统中轧辊的偏心信号具有良好的补偿效果。文献[16】将模糊自适应PID控制器应用到板厚控制系统中，该控制器可以实现PID参数的在线调整，提高控制系统的厚度控制精度。文献【17】提出一种改进的模糊Sm

2、ith预估控制方案，该方案解决了板厚控制系统参数不稳定或者受到扰动时，控制效果变差的问题。文献08]提出一种基于H00的鲁棒预测控制算法，实现多目标控制，使控制输入满足硬约束条件，防止因控制输入不当对轧机系统造成损害。文献【19】提出一种将模糊神经网络控制策略与滑模变结构控制策略相结合的控制算法，并将其应用到轧机板厚控制控制系统中，可以提高轧制过程中的跟踪性能。国外的轧机发展比较快，有些采用最新的科学技术成果，使得在轧机板厚控制系统方面取得较快的进展，提高轧机的轧制精度，特别是日本、德国、美国、法国在这方面已经走在世界前列，比较有代表性的是日本三菱公司的轧辊交叉式PC轧机，日立公司的CVC

3、轧机，HC轧机、UC轧机，德国曼内斯曼·德马克公司的UPC轧机，这些轧机可以生产出微米级精度的板带材。还有一些典型的轧机运用了人工智能控制技术，比如日立公司的森米尔轧机，它的板形控制系统运用了神经模糊智能控制方法。我国的工业化起步较晚机械装备水平落后，从国外引进一些先进的板带材轧机及其控制系统，但是核心技术无法引进，经过我国的科研人员的努力，已经将智能控制引入到轧机控制系统中，比如济钢的中板轧机液压APC系统中就应用到的模糊控制技术【20】，鞍钢中板厂2350四辊轧机智能控制的开发研究【2lJ，这些应用起到一定的作用，但是由于我国自主研发的技术含量不高，很多轧机在生产中精度不能达到用户的要

4、求。智能控制方法在轧制控制中的应用已经成为轧机现代化水平的重要标志，用智能方法解决轧制过程中遇到的问题，为轧制理论的发展树立新的里程碑，目前智能控制已经成功的应用于板带材生产的各个环节，完成管理、参数预报、过程优化、监控等各方面的工作【22J。因此智能控制在轧制控制中的应用越来越受到人们的青睐。轧制过程是一个多变量、强耦合、非线性、时变性的控制系统，控制机理十分复杂，传统的控制发放很难满足这种复杂系统的控制要求，智能控制在该领域的应用，必将为板带材的轧制技术带来新的革命。1．3本文主要研究内容本课题以重庆科技学院轧机实验室300mm四辊板带液压AGC实验轧机为研究对象，将两种不同的控制策略

5、应用在轧机液压辊缝控制系统中，改善轧机液压辊缝控制系统的控制精度，提高控制效果。本文主要包括以下内容：西安石油大学硕士学位论文(1)在阅读国内外大量相关文献的基础上，介绍板带轧机厚度控制技术发展概况和趋势，说明单神经元PID控制器在轧机辊缝控制中的应用价值和意义。(2)对板带轧机厚度控制系统理论进行分析，重点分析板带厚度的变化规律，轧制过程中的厚度变化的基本规律，并详细介绍了厚度自动控制的基本形式及其控制原理。(3)通过对轧机辊缝控制系统的构成和特性进行分析，考虑主要因素的作用机理，分别从电学、流体力学等角度分析系统，采用机理建模的方法建立轧机液压辊缝控制系统的数学模型，给出液压辊缝控制系

6、统的方框图和传递函数，为比较分析两种不同的控制器奠定基础。(4)针对轧机液压辊缝控制系统非线性，抗干扰性差等特点，重点研究、比较PID和单神经元PID两种控制策略，利用MATELAB进行仿真，进行稳定性分析，通过对仿真结果的分析，最后确定较优的控制策略。(5)根据工艺要求，提出系统的软硬件设计方案。主要包括硬件选型、软件平台的设计，重点对STEP7．300和WINCC组态软件进行详细介绍，设计界面友好的监控界面，实现单神经元对轧机液压辊缝控制系统的控制。(6)现场调试运行，工程实现，得到实验数据，验证单神经元PID控制策略比PID控制策略更优。4第二章轧机板厚控制理论基础厚度是板带产品最主

7、要的质量指标。带状轧件出口厚度波动主要受来料尺寸、温度、接触面摩擦和张力变化的影响，单机架可逆轧机厚度受轧辊辊缝调节控制。本章除了讨论分析板带厚度波动的原因及厚度变化规律，还着重论述厚度自动控制系统的基本形式及其控制原理。2．1板带厚度的变化规律2．1．1板带厚度波动原因厚度波动的原因主要有以下几个方面【23】：(1)来料厚度变化的影响。主要通过轧制力变化影响辊缝，导致出口厚度变化。(2)轧件温度变化的影响。主要是通过对