板带热连轧精轧活套高度和轧件张力控制方法的研究

论文摘要

随着轧制技术的不短进步,现代热连轧工业现场对带钢产品的规格、质量、产量等方面的要求越来越高。热连轧精轧过程中对活套高度(角度)和轧件张力的控制在很大程度上决定了带钢产品的性能,因此对活套高度和轧件张力控制方法的研究始终在不断进行当中。本文首先结合热连轧带钢的生产工艺和轧制技术的发展介绍了热连轧活套高度和轧件张力控制的发展情况;其次分析了轧件上张力产生的原因,建立了活套高度和轧件张力模型;以活套高度和轧件张力为研究对象,对目前已有的几种控制方法进行了深入的研究,包括:传统控制方法、互不相关解耦控制方法及其改进、最优多变量控制和逆线性二次型(ILQ)解耦控制方法;分析了已有控制方法的优缺点,并对其中几种已经应用于现场的控制方法进行仿真实验。此外,本文对逆控制方法的解耦原理进行了研究,并深入分析神经网络逆控制方法;概括说明了神经网络α阶逆控制方法的核心原理,结合神经网络逆控制思想进行了分析总结,并针对活套高度和轧件张力模型进行了仿真实验;研究分析了目前活套高度和轧件张力解耦控制方法存在的主要问题,基于神经网络逆控制思想,提出了动态神经网络逆控制方法,设计出动态神经网络逆控制系统的结构,并基于对角回归型神经网络针对活套高度和轧件张力模型进行了仿真实验;将粒子群优化算法和对角回归型神经网络的算法相结合编写了算法,优化了对角回归型神经网络的初始网络权值,推导出使对角回归型神经网络输出稳定的学习速率的范围,对动态神经网络逆控制方法进行改进,通过仿真实验验证,该方法可以取得良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 热连轧带钢生产工艺
• 1.2 连轧技术的发展
• 1.3 热连轧活套控制和轧件张力控制技术的发展
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 活套高度和轧件张力耦合模型的建立
• 2.1 张力产生的原因
• 2.2 活套高度和轧件张力模型
• 2.2.1 轧件张力模型的建立
• 2.2.2 活套高度模型的建立
• 2.2.3 活套高度和轧件张力耦合模型
• 2.3 本章小结
• 第3章 活套高度和轧件张力控制方法的研究
• 3.1 传统控制方法
• 3.1.1 活套高度控制
• 3.1.2 轧件张力控制
• 3.1.3 传统的活套高度和轧件张力控制方法
• 3.2 互不相关解耦控制方法及其改进
• 3.2.1 互不相关解耦控制方法
• 3.2.2 伪对角化互不相关解耦控制方法
• 3.2.3 加入扰动补偿器的互不相关解耦控制方法
• 3.3 最优多变量控制与逆线性二次型（ILQ）控制方法
• 3.3.1 最优多变量控制方法
• 3.3.2 逆线性二次型（ILQ）控制方法
• 3.4 本章小结
• 第4章 活套高度和轧件张力神经网络逆控制方法
• 4.1 逆控制方法解耦原理
• 4.1.1 逆控制的概念及解耦原理
• 4.1.2 逆控制方法实现解耦的举例
• 4.2 神经网络逆控制方法
• 4.2.1 神经网络逆控制方法的提出
• 4.2.2 神经网络逆控制的发展
• 4.2.3 神经网络逆控制方法
• 4.3 活套高度和轧件张力神经网络逆控制方法的研究
• 4.3.1 活套高度和轧件张力耦合模型的可逆性证明
• 4.3.2 基于BP神经网络的活套高度和轧件张力神经网络α阶逆控制方法
• 4.3.3 基于DRNN的活套高度和轧件张力动态神经网络逆控制方法
• 4.4 本章小结
• 第5章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 附录