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多速率分布式预测控制及其在热连轧活套系统中的应用

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自动化学报 2018年第5期44卷 935-942页

作者：张晓东高绍姝刘新平中国石油大学(华东)计算机与通信工程学院青岛266580

多智能体协调控制系统更适合采用分布式控制方式,但是处理智能体之间的耦合影响是分布式控制的一个难点.本文针对串联结构下的多智能体系统,提出一类多速率分布式预测控制策略,异步更新多智能体的控制律,能够充分考虑智能体之间的耦合影... 详细信息

多智能体协调控制系统更适合采用分布式控制方式,但是处理智能体之间的耦合影响是分布式控制的一个难点.本文针对串联结构下的多智能体系统,提出一类多速率分布式预测控制策略,异步更新多智能体的控制律,能够充分考虑智能体之间的耦合影响,提高系统的稳定性,并给出了系统稳定的充分条件.最后,将多速率分布式控制算法应用到热连轧活套系统,仿真验证了方法的有效性和可行性.

关键词：分布式预测控制多速率活套系统多智能体

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热连轧活套系统的自抗扰控制

控制理论与应用 2018年第3期35卷 407-413页

作者：王丽君余苗李擎尹怡欣北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083

鉴于热连轧活套系统的典型特性:多变量、非线性和强耦合,使其控制相对复杂.采用角变化法得出张力力矩表达式,并通过对活套套量和张力力矩关系式进行增量化,得出活套系统数学模型.采用自抗扰控制技术,应用扩张状态观测器实时估计扰动,将... 详细信息

鉴于热连轧活套系统的典型特性:多变量、非线性和强耦合,使其控制相对复杂.采用角变化法得出张力力矩表达式,并通过对活套套量和张力力矩关系式进行增量化,得出活套系统数学模型.采用自抗扰控制技术,应用扩张状态观测器实时估计扰动,将活套套量和张力的耦合归结于对系统的"总扰动"的一部分进行估计并给予补偿.仿真表明,相比于PID控制算法,此算法具有可行性和有效性.

关键词：活套系统机理建模自抗扰控制解耦

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热连轧活套系统的分散控制

北京理工大学学报 2011年第11期31卷 1297-1301页

作者：张晓东姚小兰伍清河中国石油大学计算机与通信工程学院山东青岛266555 北京理工大学自动化学院北京100081

分析热连轧轧制速度增量对活套系统性能的影响,建立了活套关联系统模型,提高了活套系统模型精度.基于H∞原理,将活套高度与张力系统之间的耦合影响看作扰动,采用分散控制方式,为每台轧机活套系统单独设计控制器.仿真结果表明,基于活套... 详细信息

分析热连轧轧制速度增量对活套系统性能的影响,建立了活套关联系统模型,提高了活套系统模型精度.基于H∞原理,将活套高度与张力系统之间的耦合影响看作扰动,采用分散控制方式,为每台轧机活套系统单独设计控制器.仿真结果表明,基于活套关联系统模型,采用分散方式设计控制器,提高了活套系统的控制性能.

关键词：关联系统分散控制活套系统

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活套系统建模与解耦控制研究

活套系统建模与解耦控制研究

作者：陈鹏辽宁科技大学

学位级别：硕士

现代热连轧精轧机组以恒定活套量和小张力轧制为主要工作方式，而轧制过程中总是存在着各种外部干扰和动态咬钢速降，难以维持各机架之间秒流量相等，因而需要活套支撑器检测并吸收因速度偏差变化而形成的活套量来保证热连轧精轧机组正... 详细信息

现代热连轧精轧机组以恒定活套量和小张力轧制为主要工作方式，而轧制过程中总是存在着各种外部干扰和动态咬钢速降，难以维持各机架之间秒流量相等，因而需要活套支撑器检测并吸收因速度偏差变化而形成的活套量来保证热连轧精轧机组正常运转。本文以鞍钢1700mm热连轧精轧机组为背景，对活套高度和张力多变量系统做了重点分析，主要研究内容和成果如下：首先，在分析了活套系统强耦合、非线性、多约束等特点的基础上在工作点附近分别建立了活套张力系统和高度系统的工程数学模型，并推导出活套系统的状态空间方程，以此得到活套系统的传递函数，并将其离散化，奠定了下文解耦算法应用的基础。其次，针对建立的数学模型，进行了常规PID解耦控制的研究和仿真，仿真结果表明其解耦控制效果较好，但是抗干扰能力较差、控制系统响应时间慢。因此，提出了对角递归神经网络与常规PID复合解耦控制算法（DRNN-PID），并将其应用到活套高度和张力多变量系统的解耦控制中。解耦控制结果表明，该复合算法解耦响应速度和抗干扰能力明显强于常规PID解耦控制效果。最后针对DRNN-PID复合解耦控制算法存在的初期收敛性较差、没有考虑神经元之间互连的特点等问题进行了分析、研究，提出了改进的准对角递归神经网络QDRNN-PID复合解耦控制策略，在活套高度和张力多变量系统的解耦控制中得到成功应用，仿真结果表明，该算法弥补了DRNN-PID的不足之处同时又提高了快速收敛性和抗干扰能力，解耦控制效果显著。

关键词：活套系统建模递归神经网络解耦

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活套系统建模与模糊滑模解耦控制

活套系统建模与模糊滑模解耦控制

作者：李济瀚辽宁科技大学

学位级别：硕士

在现代热连轧机精轧机组的一个主要特点是恒定活套量和小张力轧制，然而在轧制的过程中，各种外部干扰和动态咬钢速降总是存在，难以一直保持各机架间的秒流量恒等法则，因此就需要设置活套机构来检测这些动态偏差变化进而吸收这些活套... 详细信息

在现代热连轧机精轧机组的一个主要特点是恒定活套量和小张力轧制，然而在轧制的过程中，各种外部干扰和动态咬钢速降总是存在，难以一直保持各机架间的秒流量恒等法则，因此就需要设置活套机构来检测这些动态偏差变化进而吸收这些活套量，同时，为了避免拉钢、堆钢现象，还应进行恒定小张力控制，活套角度控制主要是给热连轧机速度匹配提供一定的裕度，在一定的范围内都可以。本文以鞍钢1700mm热连轧精轧机组为背景，活套高度和张力系统作为重点研究对象，研究内容和成果如下：首先，在研究了活套系统非线性、多约束、强耦合等特点的基础上在工作点附近分别建立了活套耦合系统的工程数学模型，并逐步推导出活套系统的状态空间方程，从而获得了活套系统的传递函数，并将其离散化，从而为下文的解耦控制算法打下了坚实的基础。其次，对建立好的数学模型，进行了常规PID解耦控制的研究和仿真实验，仿真的结果证明了其解耦控制效果较好，但是抗干扰能力比较差、控制的响应时间也很慢。因此，本文提出了模糊滑模解耦控制算法，并将该算法应用在活套高度和张力耦合系统中，从而达到解耦的控制效果，解耦控制的结果表明，该算法解耦响应速度和抗干扰能力都明显优于传统PID解耦控制的效果。最后，针对模糊滑模解耦控制算法存在的初期，虽然柔化了系统输出信号，但是还是存在一定程度上的抖动，所以采用前后滤波器分别对控制信号进行平滑滤波及输出信号噪声抑制仿真结果表明，该算法有效地消除了输出抖动，抗干扰能力更好，解耦控制的效果显著。

关键词：活套系统建模智能解耦模糊滑模

基于蚁群算法PID神经网络的热连轧活套系统自适应解耦控制

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四川大学学报（自然科学版） 2010年第2期47卷 322-326页

作者：周建新河北理工大学计控学院唐山063000

带钢热连轧机活套系统是一个耦合的多输入多输出非线性系统.针对活套系统的解耦控制问题,通过对活套系统动态耦合过程的分析,在工作点附近建立控制对象的动态数学模型.利用基于蚁群优化多个单神经元和RBF神经网络相结合的自适应控制策... 详细信息

带钢热连轧机活套系统是一个耦合的多输入多输出非线性系统.针对活套系统的解耦控制问题,通过对活套系统动态耦合过程的分析,在工作点附近建立控制对象的动态数学模型.利用基于蚁群优化多个单神经元和RBF神经网络相结合的自适应控制策略以减弱系统的耦合影响.最后的仿真结果验证了本方法的有效性。

关键词：蚁群算法活套系统解耦 BRF

基于改进粒子群算法的活套系统解耦控制研究（英文）

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机床与液压 2017年第24期45卷 126-131页

作者：周建新姚怡兰华北理工大学电气工程学院河北唐山063000

为了进一步提高热连轧厂的自动厚度控制精度和带钢产品质量,对活套高度和张力的耦合控制系统,建立适当的数学模型,基于耦合过程分析和实际的数据得出相对完整的活套系统的传递函数。针对活套系统所具有的非线性、强耦合、不确定性等特点... 详细信息

为了进一步提高热连轧厂的自动厚度控制精度和带钢产品质量,对活套高度和张力的耦合控制系统,建立适当的数学模型,基于耦合过程分析和实际的数据得出相对完整的活套系统的传递函数。针对活套系统所具有的非线性、强耦合、不确定性等特点,利用变异机制和粒子群算法相结合的基础上提出一种用改进的粒子群算法来优化PID神经元网络以实现对活套系统的多变量解耦控制。仿真结果表明:与传统的PID解耦控制相比较,可以获得相对更好的控制效果。

关键词：活套系统解耦控制 PID神经元网络自适应变异粒子群算法

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热连轧活套系统解耦控制（英文）

机床与液压 2019年第12期47卷 86-90页

作者：周建新姚怡兰李钊华北理工大学电气工程学院

热连轧机中的活套系统是多变量强耦合、非线性、多约束的复杂对象,其解耦控制问题一直是控制界关注的热点。采用PID神经元网络解耦控制方法来消除活套高度和轧件张力之间的耦合,PID神经元网络连接权值由粒子群算法进行学习优化。仿真结... 详细信息

热连轧机中的活套系统是多变量强耦合、非线性、多约束的复杂对象,其解耦控制问题一直是控制界关注的热点。采用PID神经元网络解耦控制方法来消除活套高度和轧件张力之间的耦合,PID神经元网络连接权值由粒子群算法进行学习优化。仿真结果表明所建模型和所提出控制方法的有效性。新的方法可在大范围内克服系统的非线性和强耦合问题,具有较强的鲁棒性。

关键词： PID神经网络解耦控制活套系统

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热连轧机活套系统的解耦控制及仿真

微计算机信息 2008年第16期24卷 236-237,288页

作者：叶双李丽山北京科技大学信息工程学院信息工程系唐山师范学院国资处唐山063000

针对传统热连轧带钢活套张力与高度控制系统,本文给出了基于对角矩阵解耦和解耦不变性原理的解耦控制方法。通过耦合系统的动态结构图,求取活套耦合系统的状态空间表达式,经过Matlab变换求得系统的传递函数,再根据解耦不变性原理,求得... 详细信息

针对传统热连轧带钢活套张力与高度控制系统,本文给出了基于对角矩阵解耦和解耦不变性原理的解耦控制方法。通过耦合系统的动态结构图,求取活套耦合系统的状态空间表达式,经过Matlab变换求得系统的传递函数,再根据解耦不变性原理,求得系统的解耦网络传递函数,最后应用Matlab的系统仿真工具Simulink对活套系统和解耦网络进行联合仿真实验,结果表明解耦后活套控制系统可达到较好的控制效果。

关键词：热连轧活套系统解耦 Matlab