熱軋帶鋼軋后層流冷卻控制系統(tǒng)

前言

　　本書在對連鑄連軋軋后層流冷卻控制及帶鋼卷取溫度控制進行詳細分析和研究的基礎上，較詳細闡述了連鑄連軋層流冷卻工藝過程、復雜過程建模、控制器設計與實現(xiàn)、計算機仿真、控制效果分析與優(yōu)化改進等。本書不僅可供高等院校金屬壓力加工、控制理論與控制工程及其相關專業(yè)教學使用，也可作為現(xiàn)場工程技術人員控制實踐的參考書?！　恿骼鋮s作為控制軋制和控制冷卻技術的一個組成部分，直接影響帶鋼的組織和性能，決定產(chǎn)品的最終質(zhì)量和成材率。所以，對帶鋼層流冷卻過程（包括卷取溫度）的控制，已經(jīng)被視為熱軋帶鋼廠生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，對它進行全面了解、深入研究和分析具有重大的實際意義?！　恿骼鋮s控制的目標是通過建立系統(tǒng)溫度模型，不斷調(diào)整其中的參數(shù)及控制算法，最終使控制精度（實測卷取溫度與目標卷取溫度的差）及命中率（一條帶鋼中滿足精度要求的被控制點數(shù)占總點數(shù)的百分比）有很大幅度的提高?！　”緯紫纫詫嶋H熱軋帶鋼卷取溫度控制系統(tǒng)（層流冷卻系統(tǒng)）為背景，介紹過程控制所依賴的基礎設備，并詳細分析基本模型及控制算法，從不同角度作出評價，分析控制理論應用于實際工程中的難點問題，提出一系列的解決對策和方法，并最終得到仿真系統(tǒng)。

內(nèi)容概要

　　《熱軋帶鋼軋后層流冷卻控制系統(tǒng)》對連鑄連軋軋后層流冷卻控制及帶鋼卷取溫度的控制進行了分和研究，并就層流冷卻系統(tǒng)的工藝背景、帶鋼卷取溫度預測模型、層流冷卻控制系統(tǒng)、層流冷卻控制算法的設計與實現(xiàn)、控制系統(tǒng)的改進與優(yōu)化和仿真系統(tǒng)設計及實例分析等內(nèi)容進行了闡述?！　≡摃晒└叩仍盒＝饘賶毫庸?、控制理論與控制工程及其相關專業(yè)教學使用，也可作為現(xiàn)場工程技術人員在生產(chǎn)實踐和技術改造的參考書。

書籍目錄

1 層流冷卻系統(tǒng)的工藝背景1.1 層流冷卻系統(tǒng)的功能1.2 層流冷卻系統(tǒng)的工藝要求1.3 層流冷卻系統(tǒng)設備配置2 帶鋼卷取溫度預測模型2.1 一階溫度預測模型的導出2.2 由熱傳導方程導出的二階基礎模型2.2.1 基礎模型2.2.2 基于二維熱傳導方程的溫度預測計算模型2.3 關于數(shù)學模型問題的討論2.3.1 對數(shù)學模型的基本要求2.3.2 機理模型2.3.3 經(jīng)驗模型2.3.4 混合模型2.3.5 模型中的未知參數(shù)問題3 層流冷卻控制系統(tǒng)3.1 層流冷卻控制系統(tǒng)的目標3.2 過程控制結構框圖及主要模塊介紹3.2.1 層流冷卻控制系統(tǒng)結構框圖及總體概述3.2.2 預測模型3.2.3 控制器3.2.4 預測模型的自適應校正3.3 層流冷卻計算機控制系統(tǒng)的硬件配置及軟件結構3.3.1 硬件配置3.3.2 PCC主要承擔的任務3.3.3 BAC主要承擔的控制任務3.3.4 軟件結構4 層流冷卻控制算法的設計與實現(xiàn)4.1 前饋控制器的設計4.1.1 前饋控制計算的基本過程4.1.2 前饋控制計算的分析及評價4.2 反饋控制計算的設計及分析4.2.1 反饋控制計算的基本過程4.2.2 反饋控制計算的分析與評價4.3 自適應控制算法設計與分析4.3.1 自適應控制器的設計4.3.2 自校正調(diào)節(jié)的效果分析4.4 熱軋帶鋼卷取溫度模型參數(shù)快速神經(jīng)網(wǎng)絡辨識4.4.1 引言4.4.2 快速神經(jīng)網(wǎng)絡模型結構4.4.3 快速神經(jīng)網(wǎng)絡算法4.5 連軋帶鋼卷取溫度神經(jīng)網(wǎng)絡最優(yōu)預估控制器4.5.1 引言4.5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡及控制器結構4.6 神經(jīng)自適應預估控制算法4.7 神經(jīng)網(wǎng)絡自適應極點配置控制4.7.1 模型推導4.7.2 自適應控制律4.7.3 極點配置算法4.8 模糊預估控制4.8.1 系統(tǒng)設計4.8.2 模糊控制器參數(shù)自調(diào)整原則4.8.3 參數(shù)自調(diào)整模糊控制器的設計4.8.4 Smith補償器4.8.5 系統(tǒng)仿真及結果分析4.8.6 應用分析4.8.7 結論5 控制系統(tǒng)的改進與優(yōu)化5.1 現(xiàn)場參數(shù)對實測卷取溫度的影響5.2 卷取溫度控制精度主要影響原因分析5.3 系統(tǒng)優(yōu)化改進5.4 參數(shù)優(yōu)化5.4.1 粒子群算法5.4.2 層流冷卻控制系統(tǒng)優(yōu)化5.5 在線改進優(yōu)化效果6 仿真系統(tǒng)設計及實例分析6.1 層流冷卻仿真功能及框架6.1.1 仿真系統(tǒng)概述6.1.2 總體框架6.1.3 功能描述6.2 仿真后的結果6.2.1 帶鋼實測值與帶鋼仿真計算值比較6.2.2 跟蹤點在冷卻區(qū)任意位置沿厚度方向的溫度曲線6.2.3 跟蹤點在冷卻區(qū)長度方向溫降曲線6.2.4 卷取溫度計算值與實測值偏差分析曲線6.2.5 小結參考文獻

章節(jié)摘錄

　　在自適應控制理論中，謹慎控制器的設計思想，就是為了改善參數(shù)估計不確定性所造成的不良影響。這種思想，可以用到該控制系統(tǒng)中，使控制精度得到提高?！　。?）實際的帶鋼速度是不斷變化的，這個因素使得前饋控制計算所得到的噴水區(qū)的長度，不可能對不同的帶鋼段均相同。因此，不同帶鋼段的實際卷取溫度也是變化的。與分析靜差時不同，這時不只是要求帶鋼的計算卷取溫度收斂于一個實際卷取溫度，而是要求它收斂于不斷變化的實際卷取溫度。所以，即使在同一條帶鋼上，不同計算點所處的條件也是不同的。前面曾談到段自適應是在同一條帶鋼上進行，按照帶鋼段的順序進行迭代，這樣就將條件不同的計算點納入同一個迭代過程。顯然，不考慮計算點條件的不同，就無法使迭代過程收斂。系統(tǒng)在接力的問題上，考慮了這一方面的問題（如表4-1所示）。但是，在段自適應的問題上未考慮這一點。較好的處理辦法是，在同一類帶鋼中按照帶鋼的序號分別進行迭代。也就是說，同一類帶鋼中，前一條帶鋼第n個計算點自適應計算的結果，作為下一條帶鋼第n個計算點自適應迭代的初值。這種方法，實質(zhì)上取消了目前所采用的段自適應計算，只有遺傳和繼承的接力過程。但是，這種方法相應地提出了一個新的要求，就是帶鋼應按照等距分段，而不是目前所采用的按采樣間隔時間分段。　　從系統(tǒng)的實際控制效果來看，雖然和當前國際上的先進水平相比，存在一定差距，但是，從設計目標來看，通過多年的使用和不斷修改，已達到甚至在一定程度上超過了設計目標的要求。所以，應該說系統(tǒng)中的前饋控制的設計，達到了較高的水平。

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