高速線材水冷控制系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、高速線材水冷控制系統(tǒng)是高速線材自動(dòng)化控制的重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)軋線溫度的智能控制,提高高線產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)來完善水冷控制系統(tǒng),可以提高高速線材產(chǎn)品質(zhì)量,從而提高線材生產(chǎn)制造業(yè)的產(chǎn)品檔次,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。在目前競(jìng)爭(zhēng)激烈的高線材領(lǐng)域,高質(zhì)量高規(guī)格的產(chǎn)品,可以開拓更廣闊海內(nèi)外的市場(chǎng)。因此,研究如何提高高速線材水冷控制系統(tǒng)的性能,特別是如何提高水冷控制系統(tǒng)的可靠性和控制精度具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文針

2、對(duì)武漢鋼鐵集團(tuán)公司大型軋鋼廠在高速線材生產(chǎn)線中存在的水冷控制系統(tǒng)的可靠性差,軋線溫度波動(dòng)范圍大等問題進(jìn)行研究。應(yīng)用智能計(jì)算理論及方法對(duì)上述工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)、建模以及優(yōu)化,解決了高速線材生產(chǎn)線水冷控制系統(tǒng)中存在的溫度控制精度波動(dòng)范圍大和溫度控制系統(tǒng)可靠性差的問題,具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　針對(duì)高速線材生產(chǎn)線水冷控制系統(tǒng)中存在的溫度控制精度波動(dòng)范圍大的問題,提出了一種具有學(xué)習(xí)自適應(yīng)性且能逼近任意復(fù)雜函數(shù)的前饋多層感知器,通過建立

3、基于前饋網(wǎng)絡(luò)水冷控制系統(tǒng)的優(yōu)化模型。通過大量采樣SMS水冷控制系統(tǒng)的輸入輸出數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)特征分析與預(yù)處理的基礎(chǔ)上建立訓(xùn)練樣本集,以高線水冷系統(tǒng)的溫度控制環(huán)節(jié)為對(duì)象,以高線水冷系統(tǒng)的入口溫度作為輸入,精軋機(jī)出口溫度作為輸出,構(gòu)建水冷系統(tǒng)的溫度輸入輸出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,實(shí)現(xiàn)了高線水冷控制系統(tǒng)的自適應(yīng)溫度控制。在仿真數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)上,實(shí)踐表明,該系統(tǒng)投入應(yīng)用后,軋線溫度的控制精度有顯著提高,軋線精軋機(jī)入口溫度的波動(dòng)范圍由±60℃降低至±28℃,精

4、軋機(jī)出口溫度的波動(dòng)范圍由±30℃降低至±15℃。
　　針對(duì)現(xiàn)有高速線材生產(chǎn)線水冷控制系統(tǒng)中實(shí)時(shí)性和精度難以平衡的問題,提出了兩類基于膜算法的高線水冷控制系統(tǒng)優(yōu)化模型。膜算法是一類受細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能啟發(fā)的分布式并行計(jì)算算法,是智能優(yōu)化的一個(gè)新領(lǐng)域。近年來,膜算法在智能優(yōu)化領(lǐng)域受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文利用膜算法優(yōu)化高速線材生產(chǎn)線水冷控制系統(tǒng),特別是對(duì)其BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值與閾值進(jìn)行優(yōu)化,在大量采集整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)通訊數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過膜算法

5、訓(xùn)練,利用MATLAB工具箱構(gòu)造的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值,達(dá)到提高水冷控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與控制精度的目的。在MATLAB軟件仿真上,表明經(jīng)膜算法優(yōu)化后的水冷控制系統(tǒng)在滿足工業(yè)實(shí)時(shí)性要求的同時(shí),大幅度提高了輸出精度。
　　針對(duì)現(xiàn)有高速線材生產(chǎn)線的水冷控制系統(tǒng)中控制系統(tǒng)可靠性較差的問題,提出了一種基于貝葉斯概率網(wǎng)絡(luò)的水冷控制系統(tǒng)故障判斷及容錯(cuò)處理模型。通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)判斷采集數(shù)據(jù)的范圍以及數(shù)據(jù)有效性,在線調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本的數(shù)