《毕业论文:单神经元PID控制在热连轧监控AGC上的应用》修改意见稿
1、“.....其成功的控制方案可以提高产品质量的均匀性和致性,提高系统的稳定性,从而使工业生产的技术水平上了个新的台阶。为克服监控控制上的不足,提出了单神经元网络控制策略,应用到监控上,以进步提高的厚控精度,改善的滞后性和动态品质,这对提高产品质量和企业经济效益,无疑是十分必要和有意义的。国内外研究现状随着钢铁行业的竞争日益激烈,高质量高产量高成材率低成本已经成为现代钢铁企业得以生存的必备条件。这就要求企业采用先进工艺先进设备先进的控制策略来完善控制系统。东北大学的王君,牛文勇,王国栋将模型分为厚度估计模型和厚度调节模型两部分,分别对应于系统的静态指标和动态指标,依据各部分所采用的轧机弹跳方程和金属塑性变形方程形式的不同,对各种典型的压力模型进行了分类和对比研究,并提出了种新的压力模型,经过详细的分析比较,证明新的压力模型具有良好厚度估计精度和系统动态特性。文献针对自动控制系统进行了介绍,给出了产生厚差的原因......”。
2、“.....并介绍了监控的作用。为了解决带有纯滞后的监控系统的控制问题,北京科技大学的于丽杰王京提出了基于神经网络的控制器与预估器相结合的智能控制系统,并对传统监控应用预估器的监控及应用智能控制的监控系统进行了仿真结果表明,应用智能控制的监控系统收敛速度明显加快,适应能力与鲁棒性比常规控制要好。在神经网络的应用方面,国外已有许多人工神经网络在轧钢中应用的实例,如在日本,冷连轧机组压下规程的设定,多辊轧机板形控制,利用神经网络进行板形识别,综合利用神经网络和模糊逻辑进行板形控制,利用自组织模型进行操作数据分类等等,取得了令人满意的效果。实际应用结果表明,人工神经网络在轧钢生产中的自动控制,模型辨识与优化等方面优于传统方法。在国内,文献对目前研究较为成熟的神经网络控制进行了归纳,根据工业控制的需要,对几种典型的神经网络控制器基于单神经元的控制器......”。
3、“.....并比较分析了各种控制器的优缺点,并针对缺点提出了相应的改进方案。文献介绍了基于单神经元网络控制器,及其算法,来应用于监控上,其有效的提高了的厚控精度,改善了系统的动态响应和滞后性。课题的研究方法为了解决带有纯滞后性的监控系统,提出了基于单神经元网络的控制器。控制方法是经典控制算法中的典型代表,并在多种控制场合取得了很好的效果,但随着生产工艺的日益复杂和人们对工业过程总体性能要求的不断提高,传统的控制方法往往难以满足闭环优化控制的要求。基于知识且不依赖于模型的智能控制为解决这类问题提供了新的思路,成为目前提高过程控制质量的重要途经。而神经网络作为现代信息处理技术的种,正在很多应用中显示它的优越性,它在自动控制领域的应用成果神经网络控制也成为令人瞩目的发展方向。而单神经网络控制技术在其中扮演了十分重要的角色,并且仍将成为未来研究与应用的重点技术之......”。
4、“.....如果能发现性能优于的控制器,且具有类似易于使用的特点,无论在理论还是实践上都将具有重要的意义。本文就是主要基于有监督的学习算法,把传统的与神经元网络相结合,针对热连轧监控实施单神经元自适应控制策略,该控制方式有效的提高了的厚控精度,改善的滞后性和动态品质。数字控制控制原理在模拟控制系统中,控制器最常用的控制规律是控制。常规控制系统原理框图如图所示。系统由模拟控制器和被控对象组成。图模拟控制系统原理图控制器是种线性控制器,它根据给定值,与实际输出值构成控制偏差将偏差的比例积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制,故称控制器。其控制规律为或写成传递函数形式式中比例系数积分时间常数微分时间常数。简单说来,控制器各校正环节的作用如下比例环节即是成比例地反映控制系统的偏差信号,偏差旦产生,控制器立即积分比例微分被控对象产生控制作用,以减少偏差。积分环节主要用于消除静差......”。
5、“.....积分作用的强弱取决于积分时间常数,越大,积分作用越弱,反之则越强。微分环习和自适应能力的单神经元构成单神经元自适应智能控制器,不但结构简单,而且能适应环境变化,有较强的鲁棒性,利于工程上实现。单神经元自适应控制器是通过加权系数的调整来实现自适应自组织功能,权系数的调整是按有监督的学习规则实现的。在实际应用中,通过实践证明,参数的在线学习修正主要与,有关。其改进的控制算法及学习算法为,分别为积分比例微分的学习速率,为神经元的比例系数,。对积分比例和微分分别采用了不同的学习速率,以便对不同的权系数分别进行调整。值的选择非常重要。越大,则快速性越好。但超调量大,甚至可能使系统不稳定。当被控对象时延增加时,值必须减小,以保证系统稳定。值选择过小,会使系统的快速性变差。单神经元自适应控制器实质上为变系数的比例积分微分复合控制器......”。
6、“.....所以本质上是非线性的。神经网络初始权值的给定是实际应用的前提,基于上述的控制算法需设定七个值,以完成块钢的监控工作。对于热连轧精轧机组,由于仅在最后机架后设置射线测厚仪,对前面各机架的系统,系统的纯延迟应是轧件从该机架运动到射线测厚仪所需的时间。值的选择关系到系统响应的快速性及其自身的稳定性,因此,为使神经网络监控能在实际的热轧现场上应用,在参数的选择上要特别小心。曾对不同厚度规格实验,这里给出取值的经验公式作线性插值处理,即为厚度设定值,单位是单位是,输出的辊缝量单位是。分别为,为。轧制规程,宽度,厚度设定,钢种,起始时间,大量的实际应用表明,其比传统的调节响应速度快,尤其是当偏差量突然加大或减小时,基于单神经元自适应的控制作用上升下降的斜率大,具有快速跟踪目标厚度的能力,不仅提高了厚度控制精度,同时也使系统的稳定性得到明显改善,整个调节过程中比较平稳......”。
7、“.....其厚差及的监控量见图,横坐标代表时间小时分秒,纵坐标单位。图厚度偏差及监控的机架辊缝调节量轧制规程,宽度,厚度设定,钢种,起始时间,其厚差及的监控量见图。图厚度偏差及监控的机架辊缝调节量本章小结采用综合的控制效果,监控的投入可明显提高带坯全长厚控精度及其百分比,通过对不同的成品厚度规格给出合适的控制增益,使得综合的各项子功能发挥了相应的作用,尤其是先进的控制策略在现场的实际应用。把单神经元网络控制应用于监控上,通过参数调节,不仅提高了厚度控制精度,同时也使系统的稳定性得到明显改善,整个调节过程中比较平稳,这是对不同厚度规格采取不同控制增益及变控制的结果。结论钢铁工业是国民经济的基础产业,对整个国民经济各个部门的发展至关重要。带钢热连轧生产规模大产量高,是钢铁工业中发展最为迅速各种新技术应用最为广泛的个领域。它的工艺水平自动化程度产品规格与质量代表了个国家钢铁工业的水平。近年来......”。
8、“.....用户对热轧高质量高附加值高技术难度的带钢产品的需求量显著增加,对钢铁产品质量品种性能的要求越来越高。同时,随着市场竞争的加剧,尤其是中国加入以后,给国内钢铁行业所带来的各种机遇和挑战,各热轧厂为了在市场竞争中占居于有利地位,也迫切需要提高生产技术水平。减少原材料和能量消耗,改善经营管理,增强竞争能力。因此,国内各大钢厂纷纷引进国外先进的带钢热连轧系统或对现有系统进行大规模的技术改造,采用新的生产工艺和先进控制技术,以期提高带钢热连轧生产的自动化水平,提高生产效率,改善产品质量,简化工艺过程,降低生产成本。经过多年的发展,基于传统控制理论的热连轧控制水平发展日臻成熟控制效果已近极限,但是所面临的些关键问题并未得到彻底的解决。目前是板带热连轧控制发展的转折点,迫切需要引入新的控制理论和方法以实现其控制性能的跨越式进步来综合解决上述问题。轧制技术与轧制理论的发展离不开人类科学技术进步的大环境。从上世纪年代开始......”。
9、“.....应用先进控制技术已经成为轧机现代化水平的标志之,受到人们的普遍关注,为这古老的传统产业带来了新的生机与活力。随着计算机技术的广泛应用和现代化工业的繁荣发展,特别是汽车工业和制罐工业的发展,对板带材都提出了更高的要求,综合控制系统已成为当前板带轧制技术研究中的前沿课题。虽然监控无论对于现代轧机中压下是液压或是电动的均可实现,所要求的条件仅仅在于精轧出口有测厚仪台,配置有监控机架必须具备有带钢载压下的能力。这样的条件几乎是其他方法功能也要求的条件。但它依然存在诸如控制与反馈的滞后性,系统控制模型是变参数的,无选择性的积分计算将带材中水印厚度误差和其它缓慢性波动之外的均积在监控算法之内,常常造成监控控制过头振荡,带材的厚度波动规律千变万化,不具有随机过程中的种平稳特性,特别是对于监控这样纯滞后系统,非平稳的扰动输入造成的结果必定是破坏了反馈系统的鲁棒性,造成原先优点的地方反了成了缺点等缺点......”。