模糊控制在控制軋制寬度方面的應(yīng)用

1、智能控制是一門跨學(xué)科的，需要多學(xué)科提供基礎(chǔ)支持的科學(xué)。智能控制是人工智能、信息論、運籌學(xué)等學(xué)科交叉產(chǎn)生的，它包含傳統(tǒng)控制方法和現(xiàn)代智能控制方法。時至今日，智能控制已經(jīng)進入了新的發(fā)展時期，隨著對象規(guī)模的擴大和過程復(fù)雜性的加大，以及隨著人工智能技術(shù)、信息論、系統(tǒng)論和控制論的發(fā)展，人們試圖從更高層次上研究智能控制，如認知心理學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、進化論及遺傳算法、混沌論等。與傳統(tǒng)控制相比，模糊推理不需要精確的數(shù)學(xué)模型其設(shè)計主要建立在相關(guān)數(shù)據(jù)與規(guī)則

2、的基礎(chǔ)之上，因此適于解決非線性系統(tǒng)的控制問題；而且模糊控制的魯棒性好、自適應(yīng)性強、適用于時變、時滯系統(tǒng)。但是模糊控制也有其自身的弊端，如學(xué)習(xí)能力不強，設(shè)計時控制規(guī)則的擬訂過于依賴經(jīng)驗和專家知識，因此有時精確度不高。近幾十年來，智能控制取得了顯著發(fā)展，其應(yīng)用范圍滲透到工業(yè)過程、航空航天、核能利用以及社會大系統(tǒng)和日常生活等各個領(lǐng)域。結(jié)合本人所學(xué)專業(yè)，結(jié)合所查找文獻材料，擬定探討智能控制在帶鋼軋制過程中的相關(guān)應(yīng)用作為本課程的課程作業(yè)。作為鋼產(chǎn)

3、量世界第一的大國，鋼鐵工業(yè)在我國國民經(jīng)濟中占有重要位置。熱軋帶鋼作為鋼鐵生產(chǎn)的一個重要項目，客戶對其產(chǎn)量的需求也逐年增加，帶鋼產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電氣電子工業(yè)、容器包裝業(yè)、機械制造業(yè)、建筑業(yè)、航天業(yè)、交通運輸業(yè)和石油化工等工業(yè)部門。在熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中，按照其工序一般分為：加熱區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、卷取區(qū)。其生產(chǎn)工藝流程為：板還預(yù)備、板還加熱、粗乳、精乳、乳后冷卻、卷取、精整等。帶鋼熱軋生產(chǎn)過程是一個典型的復(fù)雜工業(yè)過程，它的軋制過程幾乎具備了復(fù)

4、雜工業(yè)過程的所有特點，即干擾嚴重、具有多變量、時變、非線性、禍合、大慣性兼滯后等特點。由于帶鋼厚度受原材料的尺寸、形狀、鋼種，以及加熱溫差、化學(xué)成分準確度、軋制力等因素的影響，很難建立其精確的數(shù)學(xué)模型。帶鋼厚度控制中具有不確定性、時變性和非線性等特點。因此，釆用傳統(tǒng)的控制手段難以獲得能夠精確控制軋制厚度的控制方法。實踐證明，傳統(tǒng)的建模和控制方法對于這樣一個復(fù)雜系統(tǒng)難以取得理想的控制效果。由于傳統(tǒng)的控制手段難以實現(xiàn)，所以研究基于智能控制手

5、段的帶鋼軋制厚度控制非常必要。模糊邏輯是一種數(shù)學(xué)方法，能把不確定的模糊信息轉(zhuǎn)化為計算機可以處理的算法形式，它將人腦的模糊經(jīng)驗知識轉(zhuǎn)化為程序化的規(guī)則，然后通過模擬人腦的推理進行模糊運算，最終得到符合人腦思維的控制器的輸出。模糊邏輯控壓力，液壓缸驅(qū)動立輥，使立輥位移被迫改變，從而改變立輥輥縫。鋼鐵工業(yè)一般要求連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備也要長期保持運行狀態(tài)，設(shè)備參數(shù)在現(xiàn)場擾動因素影響下會發(fā)生變化，這就要求液壓系統(tǒng)的控制器不僅具有實時調(diào)節(jié)參數(shù)的功能，而

6、且還要具有良好的控制性能。基于模糊邏輯參數(shù)校正的仿人智能控制具有超調(diào)小，振蕩少，在線調(diào)整自身參數(shù)等特點，所以此控制器可以采用模糊仿人智能控制策略。運用模糊邏輯進行參數(shù)校正，可以模仿人腦的記憶經(jīng)驗，對控制器參數(shù)進行校正。它將人腦的模糊經(jīng)驗知識轉(zhuǎn)化為程序化的規(guī)則，然后通過模擬人腦的推理進行模糊運算，最終得到符合人腦思維的控制器的輸出。雖然模糊邏輯存在著模糊概念與精確概念不能很好統(tǒng)一的不足，但是仿人智能控制具有分層遞階的結(jié)構(gòu)，越到級別高的層次

7、，對精度的要求越低。所以引入模糊邏輯校正仿人智能控制器的參數(shù)既滿足了精度的要求，又能在線校正控制參數(shù)，使仿人控制器更加智能。通過前人的工作實踐可知：帶鋼寬度控制可以運用模糊仿人智能控制策略，經(jīng)過仿真研究得出，基于模糊邏輯參數(shù)校正的仿人智能控制有著良好的控制特性和系統(tǒng)魯棒性，為帶鋼寬度控制提供了一種有效可行的控制方法。同時我們也應(yīng)該看到，隨著對象復(fù)雜性的提高，控制精度的要求也越來越高，單一的控制策略己經(jīng)不能滿足控制要求，而智能控制的結(jié)合與