PC熱連軋機板形模型與智能控制研究.pdf

1、11比人界博1:論文摘絲摘要綜現(xiàn)本文以熱連軋生產(chǎn)采集數(shù)據(jù)為基礎，以PC軋機板形模型為研究對象，合運用藕合分析、模型解析、神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊控制等技術將板形理論建模、場模型調(diào)整能優(yōu)化有機地結(jié)合起來，從而達到提高帶鋼板形質(zhì)量、改善控制III質(zhì)的目的文的主要研究內(nèi)容和取得的主要成果如下:(1)分析了PC熱連軋機板形設定和在線實時控制模型，指出系統(tǒng)尚存在未依據(jù)對輥交叉和彎輥各自不同的板形控制功效確定控制策略的問題，給出了簡單可行的解決方案，為模型的

2、進一步優(yōu)化、提高產(chǎn)品質(zhì)量奠定了基礎。()針對PC軋機上下對輥交叉特性對輥系受力進行了分析，綜合考慮軋制水平方向和垂直方向變形，采用修正半無限體模型和彈性基礎梁假設計算軋輥壓扁和撓曲變形。按PC軋機力學特性用影響函數(shù)法建立了輥系三維彈性變形模型，并確立了該模型的矩陣算法。在軋件塑性變形方面，根據(jù)交叉軋制時的變形特點確定了邊界條件，采用三維剛塑性有限元建立了軋件計算模型。(3)基于軋制過程中輥系和軋件間存在的變形禍合關系，提出了PC軋機的三

3、維輥縫形狀修正算法和收斂判據(jù)，通過迭代修正變形協(xié)調(diào)關系建立了軋輥、軋件板形禍合分析系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)建立了可供實際應用的板形控制模型，工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)校驗證明了該板形建模方法可行并且精度比較理想。(`)提出了基于罰函數(shù)的多元參數(shù)尋優(yōu)方法。綜合運用多元參數(shù)尋優(yōu)以及圖形比較等數(shù)據(jù)處理技術對軋制過程中板形實測數(shù)據(jù)和相關數(shù)據(jù)進行分析，開發(fā)了一套完善的板形設定和控制模型解析系統(tǒng)，并成功的應用于生產(chǎn)實踐。其結(jié)果證明:板形模型解析原理正確，能實現(xiàn)依據(jù)實測數(shù)

4、據(jù)的模型解析、參數(shù)整定，可顯著提高板形控制精度。(5)開發(fā)了板凸度影響系數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡優(yōu)化模型，與傳統(tǒng)模型相比，該方法可顯著提高設定精度，特別是改善系統(tǒng)抗干擾能力和提高穩(wěn)定性。采用模糊聚類分析技術解決了分組優(yōu)化問題，改善了神經(jīng)網(wǎng)絡的泛化能力。利用動態(tài)數(shù)據(jù)庫進行了滾動優(yōu)化研究，使優(yōu)化模型能適應工藝和設備條件的連續(xù)變化，克服了滾動優(yōu)化和在線系統(tǒng)負擔之間的矛盾。(6)針對板形系統(tǒng)具有的參數(shù)時變性、過程非線性、難以建立精確數(shù)學模型的特點，引入模糊控

5、制技術，以板形神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型為被控對象建立了模糊控制仿真系統(tǒng)。研究表明:無論采用單純模糊控制，還是單純線性PI控制，_JPh.D.DissertationofNortheasternUni%ersuv八bstractSHAPEMODELSANDINTELLIGENCECONTROLFPCHOTSTRIPMILLABSTRACTOnthebasisofacquisitiondatathethesistakesshapecontrolmo

6、delofPChotstripmillasstudyingobject.Couplingcalculationmodelanalysisneuralnetworkandfuzzycontroltechniqueareintegratedandappliedinordertoresearchtheoreticalmodelbuildingparametersanalysisadjustmentandintelligenceoptimiza

7、tion.Thepurposeofthestudyistoimproveshapeprecisionandshapecontrolquality.Themainworksandresultsareasfollowing:(1)Shapesettingandonlinerealtimecontrolmodelhavebeeninvestigated.Somodelstructurephysicalcharacteristicsandcon

8、trolprinciplehavebeenrevealedfrompointofviewofindustryapplication.Bytheresearchitiswrongtochoosecontrolstrategywithouttakingdifferentcontrolefficiencybetweenpaircrossandbendingintoaccount.Meantimetheschemetosolvethisprob

9、lemhasbeenintroduced.Alltheseworkslaythefoundationsoffurthermodeloptimizationonimprovingshapequality.(2)Forthecrosscharacteristicsofrollaxiallineandrollingdirectiontheforceofrollhasbeenanalyzed.Byconsideringdeformationin

10、horizontaldirectionandinverticaldirectionrollflatteningiscomputedapplyingimprovedsemiinfinitebodymodelandtheprojectingbeamassumptionisusedtocalculatedeflectiondeformation.The3Danalysismodelforelasticdeformationofrollisbu

11、iltuponthebaseofinfluencefunctionanditcanbecalculatedbymatrixanalysisalgorithm.Ontheotherhandtheplasticdeformationofstripisanalyzedby3DFEMandboundaryconditionisestablishedaccordingtodeformationcharacteristics.(3)The3Drol