基于Elman网络预测的神经网络控制器在冷轧APC系统中的应用研究.pdf

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1、第35卷第6期矿冶工程V0I．35№62015年t2月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGDecember2Ol5基于Elman网络预测的神经网络控制器在冷轧APC系统中的应用研究①魏立新，林鹏，王利平(燕山大学工业计算机控制河北省重点实验室，河北秦皇岛066004)摘要：为解决冷轧自动位置控制(APC)系统的非线性控制问题，提出了一种基于Elman网络动态辨识的神经网络控制算法。利用改进的Elman网络建立APC系统的辨识模型，对系统的非线性特性进行动态辨识；采用一个前馈神经网络输出控制量，并根据Elman网络的辨识结果相应调整控制

2、策略；借鉴预测控制中柔化设定值和反馈校正的思想提高系统响应性能。MATLAB对比实验表明：该方法控制速度快、响应精度高。关键词：自动位置控制；冷轧；Elman神经网络；辨识；神经网络控制；预测控制中图分类号：TG334文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2015．06．033文章编号：0253-6099(2015)06—0130-05NeuralNetworkControllerforAPCSystemConstructedBasedonElmanNetworkPredictionWEILi—xin，LINPeng，WANGLi

3、—ping(KeyLaboratoryofIndustrialComputerControlEngineeringofHebeiProvince，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，Hebei，China)Abstract：Tosolvenonlinearcontrolproblemsintheautomationpositioncontrol(APC)systemforcoldrollingprocess，anetworkcontrolalgorithmbasedonElmanneuralnetworkidentificati

4、onwasproposed．WithanimprovedElmannetwork，anidentificationmodelforAPCsystemwasconstructedtoidentifydynamicallythenonlinearcharacteristicsofthesystem．Thecontrolstrategycanbecorrespondinglyadjustedaccordingtothecontrolsignaloutputtedbyafeed—forwardneuralnetworkandidentificationresultofEh

5、nannetwork．Theresponseperformanceofsystemcanbeimprovedbyreferringtosomeideologiesinpredictivecontrolsuchassetpointsofteningandfeedbackcorrection．MATLABcomparativeteststestifiedthefastresponseandhighaccuracyoftheproposedmethod．Keywords：automationpositioncontrol(APC)；coldrolling；Elmanne

6、uralnetwork；identification；neuralnetworkcontrol：predictivecontrol厚度精度是板带重要质量指标，冷轧自动位置控统的非线性动力学行为，文献[7]利用Elman网络埘制(AutomationPositionControl，APC)系统性能的优劣冷轧液压厚度控制系统HAGC进行辨识，提高了实时直接影响到板带产品的厚度精度_1J。在冷轧板带生辨识精度，但没有将辨识到的系统特性融人控制律中。产的厚度控制研究中，冷轧自动位置控制系统不可避本文采用Elman网络建立系统辨识模型，控制器采用免包含一定的非线性因素(如阀

7、的流量一压力特性、负了一个前馈神经网络，依据Elman网络的辨识结果和载变化以及油压和油温波动等)，因此，传统的控制方内部权值的变化趋势相应输出控制量，将系统内部非法已不能胜任。线性动态特性融人控制律中，得到基于Elman网络辨通常针对非线性系统的控制方式是先对系统进行识的神经网络控制器。辨识，再依据辨识输出进行控制J。常见的辨识方法l液压伺服APC系统非线性数学模型有BP网络辨识和RBF网络辨识等，然而这些算法只适用于静态系统的辨识(如文字识别、图像处理冷轧APC系统主要由电液伺服阀和阀控液压缸等)j。Elman神经网络利用内部状态反馈来描述系组成，这也是系统非

8、线性特性的