軋機厚控系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的研究與應(yīng)用.pdf

1、故障診斷是近年來發(fā)展起來的一門綜合性的邊緣學(xué)科，它涉及到的理論基礎(chǔ)和技術(shù)手段十分廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，大型設(shè)備與控制系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷已成為保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、可靠性和安全性，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵技術(shù)和重要手段，并日益引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。 軋機厚度自動控制系統(tǒng)(AGC)是現(xiàn)代板帶軋機實現(xiàn)高精度軋制必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)是一復(fù)雜的綜合控制系統(tǒng)，包括機械、液壓、電氣等方面的綜合信息。因此，除了機

2、械設(shè)備中所有可能發(fā)生的故障在該系統(tǒng)中都可能發(fā)生之外，厚控系統(tǒng)還具有液壓系統(tǒng)特有的失效形式。故該系統(tǒng)的故障率較高且故障原因復(fù)雜，是維護軋機的重點和難點，也是造成故障停產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量下降的主要原因。 本文就是基于此背景下所進行的研究工作，以某軋機厚控系統(tǒng)為對象，以故障診斷技術(shù)的實際應(yīng)用為目的，主要開展了以下研究： 首先，篩選出了用于故障診斷的26種特征信號，并建立起信號的采集、處理和存儲的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)； 然后，首次提出

3、了包括從設(shè)備硬件到控制系統(tǒng)、直到最終產(chǎn)品檢驗三個層次的故障診斷策略； 其次，提出了基于軋機解析模型的故障診斷方案，建立了軋機厚控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計出了適合于該軋機厚控系統(tǒng)的故障檢測觀測器，實現(xiàn)了幾類典型故障的檢測與診斷； 提出了基于規(guī)則和案例的故障診斷方案，歸納出用于故障診斷具有代表性的18條規(guī)則和10個案例，并給出了具體的實現(xiàn)方法和步驟； 接著，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷思想，對該系統(tǒng)進行了功能上的分解，設(shè)計出了

4、用于故障診斷的BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，并就具體的應(yīng)用實例進一步說明了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法的可行性； 推導(dǎo)出了變剛度控制的控制模型，用仿真的方法對該模型進行了驗證，并綜合三個方面的效果，提出了變剛度的合理取值范圍。然后，結(jié)合生產(chǎn)實踐，在對軋機厚控系統(tǒng)機理分析的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了對其控制系統(tǒng)幾類典型故障的檢測與診斷： 最后，總結(jié)了本文所取得的研究成果，分析了當(dāng)前研究工作的不足之處，并對今后的發(fā)展及研究方向進行了討論和展望。