轧制过程中先进控制理论与应用研究
发布时间：2022-01-20 19:43
轧制过程是冶金生产线中最关键的一道工序,板形板厚质量是板带材轧制过程中最为关注的问题。从控制系统领域看,控制系统具有多变量、强耦合、非线性、强干扰的特点。难以得到统一的、确定性线性模型。经典的控制理论难以适应当前高精、高速的控制要求。本文针对这些问题进行了先进控制理论的研究,力求提升控制理论在轧制过程中的应用水平。主要工作及创新点如下。1)提出了一种多变量解耦的同时克服模型参数摄动的控制方法,用以解决活套张力与高度双变量系统的参数摄动问题以及强耦合的问题。理论上,借助分式矩阵的左右互质分解理论,通过选取适当的自由矩阵和加权矩阵,获得鲁棒同时解耦控制器的充分必要条件,最终证明了解耦的同时具有鲁棒性。板带轧制过程中活套张力与高度双变量的相互作用,使得控制输出不清晰,难以辨别来源于哪个输入的作用,调试与实际操作难度很大。由此理论设计的多变量解耦鲁棒控制器,可解决热连轧在平稳轧制过程中活套张力与高度系统的模型参数摄动和多变量耦合的问题。2)提出了一种定制的多变量解耦响应的极点配置方法,针对板带轧制过程中的凸度与厚度双变量强耦合问题和系统模型参数不确定的问题,实现鲁棒与解耦的同步控制。理论上,借...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?２０１５年中国粗钢产量占全球比重??
于其工艺没有发生太大变化，被称为“传统带钢热连轧”。但近十几年，连铸??连轧、短流程生产线的发展，极大地改变了热连轧的生产工艺。目前，传统??带钢热连轧仍是主流机型，传统带钢热连轧工艺如图１－２所示。??１?ｉ?Ｐ屬■?ｉ?＆Ｉ?Ｐ－ｓ－ｆｅ?＾?＾?＾?＾?＾?＾??－＿?ｃｊ?＾?＾ｕＯＯＯＯｙｕ层流冷却系统?、、＼??加热炉?｜?｜?Ｒ１?｜Ｒ２＿?顺３?ｒｆ＿?ｇ?｜?｜??Ｓ?＾?精乳机?＾?ｆ?Ｉ??ｇ?Ｉ?ｆ?ｙ??图１－２传统带钢热连轧工艺??－２?－??
现场上实现。文献［３９］对上述算法进行改进，将前馈解耦控制同广义预测控制??结合起来，实现了动态解耦又易于在集散控制（ＤＣＳ）上实现。多变量自适??应解耦控制系统框图如图１－３所示。????？?ＭＩＭ０?系统?￣？???？参数估计＜???设计计算???????＾多变量解耦控制?＾???图１－３多变量自适应解耦控制系统框图??自适应解耦又分为线性与非线性两类，目前比较成熟的线性自适应控制??主要有模型参考自适应控制（ＭＲＡＣ）和自校正控制（ＳＴＡＣ）两种。现主要??研究模糊、神经网络、鲁棒等非线性自适应控制［４Ｑ］。??在多输入多输出系统中的自适应解稱问题，ＭｃＤｅｒｍｏｔｔ和Ｍｅｌｌｉｃｈａｎｉｐ大??致解决了这个问题。他们从方式上将自适应解耦分为开环补偿解耦和闭环解??耦，开环补偿将解耦和自适应控制分离，方法简便。闭环解耦的约束条件很??－１０?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]板带轧制凸度与厚度鲁棒解耦控制器设计[J]. 高玉峰,童朝南,高兴华. 控制工程. 2018(03)
[2]火箭炮交流伺服系统H∞鲁棒PI控制研究[J]. 恒庆海. 计算机仿真. 2017(09)
[3]一种船舶航向跟踪的混合灵敏度控制算法[J]. 钟斌,邹丑田,贾玉柱. 海军工程大学学报. 2017(04)
[4]卫星姿控系统的鲁棒H2/H∞混合控制问题研究[J]. 刘善伍,张学钢,陈宏宇. 航天控制. 2017(04)
[5]船舶电站倒立摆系统H∞控制器设计中加权函数的选择[J]. 林梓尧. 中国水运(下半月). 2017(07)
[6]基于鲁棒H∞理论的三级倒立摆控制系统研究[J]. 夏炎,谢玮. 计算技术与自动化. 2017(01)
[7]一种多变量频域动态伪对角化法及航空发动机解耦控制器设计[J]. 彭凯,樊丁,郭雅楠,卜振鹏,焦春波,薜原. 航空动力学报. 2016(09)
[8]基于H∞回路成形法的磁轴承鲁棒控制器设计[J]. 孟鹏飞,张广明,欧阳慧珉. 轴承. 2016(04)
[9]基于数据驱动的感应电机多模型逆自适应解耦控制[J]. 梅从立,殷开婷,黄文涛,刘国海. 控制与决策. 2016(06)
[10]一类不确定线性时变时滞系统的鲁棒H∞控制[J]. 屈百达,张玉军,廖建庆. 控制工程. 2016(01)
博士论文
[1]轧制过程中高性能负荷力矩响应的交流电机控制方法研究[D]. 陈久伟.北京科技大学 2018
[2]基于微分几何的交流电机非线性控制理论研究与应用[D]. 李睿.北京科技大学 2015
[3]1420冷连轧机板形板厚控制数理建模与仿真[D]. 任新意.燕山大学 2012
[4]不确定性系统的解耦控制与稳定裕度分析[D]. 李帆.西北工业大学 2001
硕士论文
[1]基于小增益理论的网络系统H∞滤波器设计方法研究[D]. 王峰.沈阳大学 2016
[2]热连轧活套控制系统模型与预测控制研究[D]. 杨晶.东北大学 2015
[3]热连轧液压活套控制系统的仿真研究[D]. 张坤.燕山大学 2015
[4]基于微分几何法的改进型非线性励磁控制的研究[D]. 张海生.华北电力大学 2014
[5]板形板厚系统解耦控制方法的研究[D]. 李建伟.兰州理工大学 2012
[6]H∞混合灵敏度设计问题仿真研究[D]. 樊树军.哈尔滨工业大学 2010
[7]热连轧活套计算机控制系统的研究与设计[D]. 刘元刚.山东科技大学 2005
本文编号：3599410
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?２０１５年中国粗钢产量占全球比重??
于其工艺没有发生太大变化，被称为“传统带钢热连轧”。但近十几年，连铸??连轧、短流程生产线的发展，极大地改变了热连轧的生产工艺。目前，传统??带钢热连轧仍是主流机型，传统带钢热连轧工艺如图１－２所示。??１?ｉ?Ｐ屬■?ｉ?＆Ｉ?Ｐ－ｓ－ｆｅ?＾?＾?＾?＾?＾?＾??－＿?ｃｊ?＾?＾ｕＯＯＯＯｙｕ层流冷却系统?、、＼??加热炉?｜?｜?Ｒ１?｜Ｒ２＿?顺３?ｒｆ＿?ｇ?｜?｜??Ｓ?＾?精乳机?＾?ｆ?Ｉ??ｇ?Ｉ?ｆ?ｙ??图１－２传统带钢热连轧工艺??－２?－??
现场上实现。文献［３９］对上述算法进行改进，将前馈解耦控制同广义预测控制??结合起来，实现了动态解耦又易于在集散控制（ＤＣＳ）上实现。多变量自适??应解耦控制系统框图如图１－３所示。????？?ＭＩＭ０?系统?￣？???？参数估计＜???设计计算???????＾多变量解耦控制?＾???图１－３多变量自适应解耦控制系统框图??自适应解耦又分为线性与非线性两类，目前比较成熟的线性自适应控制??主要有模型参考自适应控制（ＭＲＡＣ）和自校正控制（ＳＴＡＣ）两种。现主要??研究模糊、神经网络、鲁棒等非线性自适应控制［４Ｑ］。??在多输入多输出系统中的自适应解稱问题，ＭｃＤｅｒｍｏｔｔ和Ｍｅｌｌｉｃｈａｎｉｐ大??致解决了这个问题。他们从方式上将自适应解耦分为开环补偿解耦和闭环解??耦，开环补偿将解耦和自适应控制分离，方法简便。闭环解耦的约束条件很??－１０?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]板带轧制凸度与厚度鲁棒解耦控制器设计[J]. 高玉峰,童朝南,高兴华. 控制工程. 2018(03)
[2]火箭炮交流伺服系统H∞鲁棒PI控制研究[J]. 恒庆海. 计算机仿真. 2017(09)
[3]一种船舶航向跟踪的混合灵敏度控制算法[J]. 钟斌,邹丑田,贾玉柱. 海军工程大学学报. 2017(04)
[4]卫星姿控系统的鲁棒H2/H∞混合控制问题研究[J]. 刘善伍,张学钢,陈宏宇. 航天控制. 2017(04)
[5]船舶电站倒立摆系统H∞控制器设计中加权函数的选择[J]. 林梓尧. 中国水运(下半月). 2017(07)
[6]基于鲁棒H∞理论的三级倒立摆控制系统研究[J]. 夏炎,谢玮. 计算技术与自动化. 2017(01)
[7]一种多变量频域动态伪对角化法及航空发动机解耦控制器设计[J]. 彭凯,樊丁,郭雅楠,卜振鹏,焦春波,薜原. 航空动力学报. 2016(09)
[8]基于H∞回路成形法的磁轴承鲁棒控制器设计[J]. 孟鹏飞,张广明,欧阳慧珉. 轴承. 2016(04)
[9]基于数据驱动的感应电机多模型逆自适应解耦控制[J]. 梅从立,殷开婷,黄文涛,刘国海. 控制与决策. 2016(06)
[10]一类不确定线性时变时滞系统的鲁棒H∞控制[J]. 屈百达,张玉军,廖建庆. 控制工程. 2016(01)
博士论文
[1]轧制过程中高性能负荷力矩响应的交流电机控制方法研究[D]. 陈久伟.北京科技大学 2018
[2]基于微分几何的交流电机非线性控制理论研究与应用[D]. 李睿.北京科技大学 2015
[3]1420冷连轧机板形板厚控制数理建模与仿真[D]. 任新意.燕山大学 2012
[4]不确定性系统的解耦控制与稳定裕度分析[D]. 李帆.西北工业大学 2001
硕士论文
[1]基于小增益理论的网络系统H∞滤波器设计方法研究[D]. 王峰.沈阳大学 2016
[2]热连轧活套控制系统模型与预测控制研究[D]. 杨晶.东北大学 2015
[3]热连轧液压活套控制系统的仿真研究[D]. 张坤.燕山大学 2015
[4]基于微分几何法的改进型非线性励磁控制的研究[D]. 张海生.华北电力大学 2014
[5]板形板厚系统解耦控制方法的研究[D]. 李建伟.兰州理工大学 2012
[6]H∞混合灵敏度设计问题仿真研究[D]. 樊树军.哈尔滨工业大学 2010
[7]热连轧活套计算机控制系统的研究与设计[D]. 刘元刚.山东科技大学 2005
本文编号：3599410
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