板形板厚的综合智能控制方法

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1、板形板厚的综合智能控制方法摘要：针对板厚板形这一轧钢工艺的二项重要指标，介绍板厚误差产生的原因，及应用于AGC系统的各种智能控制方法的特点，基于各自的研究成果和在厚度控制中的应用的基础上，提出几种基于这些智能控制方法（模糊控制、神经网络、遗传算法等）综合控制方案.关键词：模糊控制;神经网络;遗传算法;AGC;中图分类号：TG333文献标识码：AIntegratedintelligentcontrolmethodofthestripshapeandgaugeAbstract：Inthispaperthecausesofthicknesserrors,andfeaturesofavariet

2、yofintelligentcontrolmethodsusedinAGCsystemisdescribed,forthestripgaugeandshapewhichistwoimportantindicatorsoftherollingprocess.Basedontheirresearchfindingsandinthethicknessoftheapplicationofcontrolproposed,Integratedcontrolprogrambasedontheseintelligentcontrolmethods(fuzzycontrol,neuralnetwork,g

3、eneticalgorithms,etc)isproposed.Keywords：Fuzzycontrol；Neuralnetwork;GeneticAlgorithm;AGC一．背景介绍板形控制和板厚控制系统是一个复杂的多变量控制系统，影响板形板厚的参数之间存在着很强的耦合关系。AGC的调整必然影晌到AFC的控制，反之亦然。因此，必须把板形控制和板厚控制综合考虑，即板形板厚综合控制(AFC．AGC)。最早提出AFC．AGC概念的是英国钢铁研究协会(BISRA)的M．Tarokh等人他们研究利用压下装置、张力、工作辊弯辊力之间的综合调节，不需要对设备进行改变即可控制。文献[2]以工作辊弯

4、辊力和轧制力为控制手段对板形板厚综合控制系统进行了控制，该系统包括带钢纵向厚度自动调节和横向厚度自动调节。文献[5]报道了基于局部预应力原理的板形板厚综合控制。文献[4]针对VC轧机在动态凸度控制时，轧制力变化引起工作辊弯辊力的调整以保证轧件比例凸度不变，同时引起轧机压下位置的调整，两个调整动作相互影响，即存在耦合。文献[1]讨论了当前常用的板形控制模型及其特点，探讨了板形和厚度一体化控制的实施途径。文献[6]应用所建立的解析板形方程推出板形最佳轧制规程和板形板厚协调控制新方法。随着智能控制理论与技术的迅速发展，相关研究人员已开始把这些理论和技术应用到板形板厚综合控制中。文献[7]以工作

5、辊弯辊为板形控制手段，以液压压下为板厚控制手段，对AFC—AGC综合控制系统进行了最优控制。文献[8]和[9]提出了把最优控制和随机控制等方法应用于综合控制中。文献[10—13]从研究板形板厚解耦控制工艺出发，通过分析板形板厚综合控制系统的功能及耦合影响时序来规范界定板形板厚解耦控制研究内容，结合特定带钢热连轧机的控制特点，建立静态耦合模型，根据轧制理论，运用解耦控制思想，提出板形设定补偿解耦控制方法完成带钢轧制过程设定控制的解耦设计，然后结合板形板厚实际控制系统各环节的特性，建立了板形板厚的全局耦合模型，并采用前馈补偿的方法完成动态轧制过程中的解耦控制。文献[14-18]提出了把神经网

6、络、模糊控制、预测控制、H。控制、逆控制等方法应用于AFC—AGC综合控制中。但是，由于AFC．AGC综合控制系统是一个非线性、强耦合、大时滞的复杂的多变量的实时控制系统，实时性要求非常高。对于这样一个复杂系统，常规的控制方法难以取得理想的控制效果。因此，采用现代控制方法(如多变量控制、最优控制、自适应控制、预测控制等)和智能控制方法(如遗传算法、神经网络、模糊技术等)相结合的控制手段，已经成为AFC．AGC综合控制的发展趋势。二．AGC控制系统的介绍2.1产生板厚差的原因[26]-[28]大体来说，产生板厚差的原因可分为三类：（1）轧机方面的原因轧辊热膨胀和磨损、轧辊弯曲、轧辊偏心和支

7、撑辊轴承油膜厚度等都会产生厚度波动。它们都是在液压阀位置不变的情况下，使实际辊缝发生变化，从而导致轧出的带钢厚度产生波动。<1>当轧件进入轧机，工作辊和支撑辊被加热，当轧机空载时，工作辊和支撑辊被冷却。温度升高时辊径膨胀，实际辊缝减小。轧辊热膨胀在轧制开始后经过30分钟可达到1mm，其变化率约为0.5/s，是一种缓变的干扰。轧辊表面因轧制是磨损而导致辊径减小，这也是一个缓慢的过程。<2>轧辊弯曲变化会引起有效辊缝的变化.轧辊弯曲产生