板形模糊控制技术的发展.doc

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1、板形模糊控制技术的发展朱洪涛吕程刘相华王国栋马文忠张文学摘要：简要介绍了模糊逻辑在板形控制中的应用背景、研究状况及发展，探讨了板形模糊控制的策略，为提高板形控制精度提供了新的方案。关键词：模糊逻辑；板形控制；新方案DevelopmentoffuzzytechnologyforshapecontrolZHUHong-tao1,LUCheng1,LIUXiang-hua1,WANGGuo-dong1,MAWen-zhong~,ZHANGWen-xue2.(1.StateKeyLab.ofRollingandAutoma

2、tion,NortheasternUniversity,Shenyang110006,China;2.BaoshanIron&Steel(Group)Co.)Abstract:Theapplicationbackground,researchprogressanddevelopmentoffuzzylogicinshapecontrolarebrief〜lyintroduced,andtheshapecontrolstrategyisdiscussed.Inordertoimproveprecisionofshap

3、econtrol,anewschemeisputforward.Keywords:fuzzylogic;shapecontrol;newscheme1前言为改善产品质量及提高生产率，板形控制口益成为钢铁企业面临的重要课题。板形受大量非线性因素，如轧辘原始凸度、弯车昆力、轧制速度、温度分布及来料缺陷等的影响。而且，轧制过程的动态特性使控制中难以考虑所有影响因索，因此板形控制十分复杂。板形控制通常建立在基于数学模型的现代控制理论基础上，但其具有的复杂非线性使得难以建立精确的控制模型。当模型不能很好完成控制工作时，操作者

4、必须手丁干预。操作者的经验对于板形控制的稳定进行及精度提高具有重耍意义。随着知识处理技术的发展，智能控制日益实用。在智能控制屮，无论是神经网络还是模糊逻辑都是以实际生产数据和操作者的经验为基础的。近年来，模糊逻辑在板形控制中的应用研究得到迅猛发展。2模糊控制的发展及在板形控制中的导入自1965年L.A.Zadeh提出模糊集合论以来，逐渐发展产生了模糊控制这一新型控制理论。1974年，Mamdani首先将模糊控制用于锅炉和蒸汽机的控制。此后，模糊控制的发展主要经历了基本模糊控制、自组织模糊控制和智能模糊控制3个阶段。

5、随着模糊控制技术的发展完善，板形模糊控制的研究口益受到重视。早期研究工作主要集中丁•一些常规控制方法不能获得较好控制品质的情况，如轧轴喷射冷却模糊控制特殊形式轧机（森吉米尔轧机）的板形控制自1995年以来，韩国科学与技术高等学院的Jong-YeobJung等人就普通六银轧机的板形控制进行了系列、详细的研究，探讨了利用模糊逻辑进行六银轧机板形控制的可行性，研究了对称板形的动态及静态控制特性。近来，Jong-YeobJung等已将模糊逻辑应用于控制包括非对称板形在内的任意板形，取得了较大进展®创。我国对板形模糊控制的研

6、究也进行了一定程度的探讨，但距国际先进水平尚有一定差距。3模糊逻辑在板形控制中的应用3.1六辐轧机板形模糊控制六银轧机银系由支撑轮、中间银和工作轮组成。板形控制机构为工作覘及中间辘弯辗。其板形控制系统采用4次多项式来描述板形:(1)y-XyX--式中，x为经过正规化后沿板宽方向各点距中心的距离（-lWxWl）；□〜入“为板形系数，可用最小二乘法获得。为描述板形，引入板形参数AI〜A”非对称板形参数人=-儿-心心（30）;对称板形参数A2二入2+入4、人4二入2/2+入丿4。板形参数在模糊控制系统中作为输入量。定义

7、变量lamp和lamm,lamp=A1+A2（W/Sftj）,lamm=-A1+A2（D/S侧）。其中，lamp和lanini被用来计算非对称板形弯辗加权因子，也作为输入变量被引入系统。用对称板形参数A?和心进行模糊推理，计算工作馄和中间馄的弯制（△凡和△叫）・在这种情况下，弯眾力在W/S侧和D/S侧是相等的•但是，控制任意板形时，仅用△凡和AFi控制具有明显的缺陷。因此，釆用2级模糊控制的方式：第1级用A2和A“十算对称弯辘力，第2级用lamp和lamm计算W/S侧和D/S侧加权弯辐力。图1为对任意板形的模糊控制

8、算法图。什箕疔tu力伽"结4+4,/nmm•■-A；+A•定zp.m"p・im対MSDS«修正疗臭力dF/uAF.+(AF.xutp)d几M=AF.★(Afwxmm)dF.P・AF,♦仏F/叩)dFN="：+(AF〃亦t)图1六辄轧机任意板形模糊控制算法图第1级对称板形控制，为提高精度和加速收敛，分粗调和精调2种方式。粗调控制时，输入变量采用三角形隶属度函数