冷軋帶材板形控制系統(tǒng)模型優(yōu)化及仿真軟件開發(fā)
發(fā)布時間:2022-10-06 10:19
隨著下游用戶對冷軋帶材板形質(zhì)量要求的不斷提高,板形控制理論及其相關技術不斷得到研究人員的重視并逐步獲得深化與發(fā)展?刂颇P褪强刂葡到y(tǒng)的靈魂,實現(xiàn)高精度冷軋板形自動控制的前提是要有精確的板形控制模型及相應的控制策略。本文通過深入分析當前的板形控制研究現(xiàn)狀,結(jié)合實際生產(chǎn)狀況,針對構(gòu)建板形自動控制系統(tǒng)的核心關鍵模型,即板形調(diào)控功效系數(shù)模型進行了深入研究。研究采用了生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)與三維仿真相結(jié)合的混合建模方法,提高了板形調(diào)控功效系數(shù)的計算精度與在線適應能力。在此基礎上,研究制定板形反饋控制系統(tǒng)與板形前饋控制系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略及其優(yōu)化模型,實現(xiàn)兩個系統(tǒng)間的調(diào)節(jié)量全局最優(yōu)分配。在完成板形調(diào)控功效系數(shù)計算模型與控制策略優(yōu)化的理論研究基礎上,開發(fā)了與實際冷軋板形控制過程相適應的板形控制系統(tǒng)仿真軟件平臺。通過系統(tǒng)仿真完成控制模型及控制策略的效果觀測、評價及參數(shù)調(diào)優(yōu)。最后,以某1450mm五機架冷連軋機的板形控制過程為應用研究對象,完成了控制模型及控制策略的工業(yè)實踐驗證。本文采用理論方法研究、數(shù)值計算驗證和模擬仿真分析結(jié)合的方法開展上述研究工作,主要研究內(nèi)容如下:(1)針對當前板形調(diào)控功效系數(shù)計算精度...
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究的背景和意義
1.2 板形控制原理的研究現(xiàn)狀
1.2.1 板形調(diào)控功效系數(shù)計算方法的研究現(xiàn)狀
1.2.2 板形閉環(huán)控制多變量優(yōu)化模型的研究現(xiàn)狀
1.2.3 板形控制系統(tǒng)仿真軟件的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 板形調(diào)控功效系數(shù)的優(yōu)化方法
2.1 板形調(diào)控功效系數(shù)數(shù)據(jù)的獲取
2.1.1 板形調(diào)控功效系數(shù)的定義
2.1.2 板形調(diào)控功效系數(shù)實測數(shù)據(jù)的計算
2.2 板形調(diào)控功效系數(shù)實測數(shù)據(jù)的處理過程
2.2.1 板形調(diào)控功效系數(shù)實測數(shù)據(jù)的排序
2.2.2 基于中心極限定理實現(xiàn)數(shù)據(jù)組權(quán)重分配
2.2.3 數(shù)據(jù)擬合及結(jié)果判定
2.3 板形調(diào)控功效系數(shù)模型的優(yōu)化
2.3.1 板形調(diào)控功效系數(shù)模型建立
2.3.2 模型實驗點擬合權(quán)重的確定
2.3.3 模型實驗值精度的判斷
2.3.4 模型優(yōu)化系數(shù)的確定
2.4 板形調(diào)控功效系數(shù)的輸出預測
2.4.1 模型的內(nèi)部預測方法
2.4.2 模型的外部預測方法
2.5 數(shù)據(jù)處理結(jié)果的分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 板形前饋-反饋控制策略優(yōu)化模型的研究
3.1 板形控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(gòu)
3.1.1 軋輥傾斜控制機構(gòu)
3.1.2 軋輥彎輥控制機構(gòu)
3.1.3 軋輥橫移控制機構(gòu)
3.2 板形最優(yōu)控制策略的結(jié)合
3.2.1 軋制力前饋控制策略
3.2.2 板形閉環(huán)反饋控制策略
3.2.3 板形前饋-反饋控制策略的結(jié)合
3.3 板形前饋-反饋控制策略的求解過程
3.3.1 罰函數(shù)形式優(yōu)化模型的構(gòu)造
3.3.2 內(nèi)點罰函數(shù)法的外循環(huán)
3.3.3 罰函數(shù)法內(nèi)循環(huán)的改進
3.3.4 罰函數(shù)法優(yōu)化過程的輸出條件
3.3.5 板形前饋-反饋最優(yōu)解的分配
3.4 控制策略結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 板形控制系統(tǒng)仿真軟件的開發(fā)
4.1 仿真軟件開發(fā)環(huán)境介紹
4.2 仿真軟件的開發(fā)
4.2.1 標準差曲線與云圖控件開發(fā)
4.2.2 板形控制系統(tǒng)仿真軟件開發(fā)
4.2.3 其他窗口及菜單欄功能設計
4.3 軟件的使用方法
4.3.1 板形控制系統(tǒng)主界面
4.3.2 冷軋板形參數(shù)設定界面
4.3.3 板形調(diào)控功效系數(shù)界面
4.3.4 菜單欄簡介及注意事項
4.4 軟件仿真結(jié)果的分析
4.4.1 一次板形缺陷控制
4.4.2 邊部板形缺陷控制
4.4.3 中部板形缺陷控制
4.4.4 仿真結(jié)果分析總結(jié)
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄一
附錄二
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]冷軋帶材板形在線云圖監(jiān)控系統(tǒng)研究與應用[J]. 王鵬飛,張智杰,李旭,王海峰,梁錦堂,高磊. 中國有色金屬學報. 2019(12)
[2]基于貝葉斯層次模型的電能表檢定裝置在線核查方法[J]. 杜蜀薇,彭楚寧,徐石明,李天陽. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(18)
[3]UC軋機板形控制機構(gòu)功效函數(shù)的影響因素[J]. 李威. 南方金屬. 2018(01)
[4]Linux中瀏覽器兼容ActiveX控件機制的設計與實現(xiàn)[J]. 馮博文,汲如意,于佳耕. 計算機應用與軟件. 2017(10)
[5]冷軋帶鋼板形控制機理智能協(xié)同調(diào)控模型[J]. 楊利坡,張哲,王東城,李榮民,于華鑫,張永順. 鋼鐵. 2017(07)
[6]基于指數(shù)平滑法的GPS衛(wèi)星鐘差預報[J]. 王利,張勤,黃觀文,田婕. 武漢大學學報(信息科學版). 2017(07)
[7]連退平整機帶鋼過焊縫過程延伸率補償技術研究[J]. 沈青福,袁文振,侯彬,陳雙玉,常金梁,周蓮蓮. 機械工程與自動化. 2017(01)
[8]板帶軋機板形控制性能評價方法綜述[J]. 彭艷,牛山. 機械工程學報. 2017(06)
[9]Non-linear Dynamics of Inlet Film Thickness during Unsteady Rolling Process[J]. FU Kuo,ZANG Yong,GAO Zhiying,QIN Qin,WU Diping. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[10]基于內(nèi)部罰函數(shù)的進化算法求解約束優(yōu)化問題[J]. 崔承剛,楊曉飛. 軟件學報. 2015(07)
博士論文
[1]冷軋帶鋼板形控制技術的研究與應用[D]. 王鵬飛.東北大學 2011
碩士論文
[1]基于LabVIEW的板形自動控制仿真平臺開發(fā)[D]. 程曉麗.燕山大學 2017
[2]板形閉環(huán)控制系統(tǒng)的滯后補償策略研究[D]. 馬磊.燕山大學 2014
本文編號:3686799
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究的背景和意義
1.2 板形控制原理的研究現(xiàn)狀
1.2.1 板形調(diào)控功效系數(shù)計算方法的研究現(xiàn)狀
1.2.2 板形閉環(huán)控制多變量優(yōu)化模型的研究現(xiàn)狀
1.2.3 板形控制系統(tǒng)仿真軟件的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 板形調(diào)控功效系數(shù)的優(yōu)化方法
2.1 板形調(diào)控功效系數(shù)數(shù)據(jù)的獲取
2.1.1 板形調(diào)控功效系數(shù)的定義
2.1.2 板形調(diào)控功效系數(shù)實測數(shù)據(jù)的計算
2.2 板形調(diào)控功效系數(shù)實測數(shù)據(jù)的處理過程
2.2.1 板形調(diào)控功效系數(shù)實測數(shù)據(jù)的排序
2.2.2 基于中心極限定理實現(xiàn)數(shù)據(jù)組權(quán)重分配
2.2.3 數(shù)據(jù)擬合及結(jié)果判定
2.3 板形調(diào)控功效系數(shù)模型的優(yōu)化
2.3.1 板形調(diào)控功效系數(shù)模型建立
2.3.2 模型實驗點擬合權(quán)重的確定
2.3.3 模型實驗值精度的判斷
2.3.4 模型優(yōu)化系數(shù)的確定
2.4 板形調(diào)控功效系數(shù)的輸出預測
2.4.1 模型的內(nèi)部預測方法
2.4.2 模型的外部預測方法
2.5 數(shù)據(jù)處理結(jié)果的分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 板形前饋-反饋控制策略優(yōu)化模型的研究
3.1 板形控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(gòu)
3.1.1 軋輥傾斜控制機構(gòu)
3.1.2 軋輥彎輥控制機構(gòu)
3.1.3 軋輥橫移控制機構(gòu)
3.2 板形最優(yōu)控制策略的結(jié)合
3.2.1 軋制力前饋控制策略
3.2.2 板形閉環(huán)反饋控制策略
3.2.3 板形前饋-反饋控制策略的結(jié)合
3.3 板形前饋-反饋控制策略的求解過程
3.3.1 罰函數(shù)形式優(yōu)化模型的構(gòu)造
3.3.2 內(nèi)點罰函數(shù)法的外循環(huán)
3.3.3 罰函數(shù)法內(nèi)循環(huán)的改進
3.3.4 罰函數(shù)法優(yōu)化過程的輸出條件
3.3.5 板形前饋-反饋最優(yōu)解的分配
3.4 控制策略結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 板形控制系統(tǒng)仿真軟件的開發(fā)
4.1 仿真軟件開發(fā)環(huán)境介紹
4.2 仿真軟件的開發(fā)
4.2.1 標準差曲線與云圖控件開發(fā)
4.2.2 板形控制系統(tǒng)仿真軟件開發(fā)
4.2.3 其他窗口及菜單欄功能設計
4.3 軟件的使用方法
4.3.1 板形控制系統(tǒng)主界面
4.3.2 冷軋板形參數(shù)設定界面
4.3.3 板形調(diào)控功效系數(shù)界面
4.3.4 菜單欄簡介及注意事項
4.4 軟件仿真結(jié)果的分析
4.4.1 一次板形缺陷控制
4.4.2 邊部板形缺陷控制
4.4.3 中部板形缺陷控制
4.4.4 仿真結(jié)果分析總結(jié)
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄一
附錄二
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]冷軋帶材板形在線云圖監(jiān)控系統(tǒng)研究與應用[J]. 王鵬飛,張智杰,李旭,王海峰,梁錦堂,高磊. 中國有色金屬學報. 2019(12)
[2]基于貝葉斯層次模型的電能表檢定裝置在線核查方法[J]. 杜蜀薇,彭楚寧,徐石明,李天陽. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(18)
[3]UC軋機板形控制機構(gòu)功效函數(shù)的影響因素[J]. 李威. 南方金屬. 2018(01)
[4]Linux中瀏覽器兼容ActiveX控件機制的設計與實現(xiàn)[J]. 馮博文,汲如意,于佳耕. 計算機應用與軟件. 2017(10)
[5]冷軋帶鋼板形控制機理智能協(xié)同調(diào)控模型[J]. 楊利坡,張哲,王東城,李榮民,于華鑫,張永順. 鋼鐵. 2017(07)
[6]基于指數(shù)平滑法的GPS衛(wèi)星鐘差預報[J]. 王利,張勤,黃觀文,田婕. 武漢大學學報(信息科學版). 2017(07)
[7]連退平整機帶鋼過焊縫過程延伸率補償技術研究[J]. 沈青福,袁文振,侯彬,陳雙玉,常金梁,周蓮蓮. 機械工程與自動化. 2017(01)
[8]板帶軋機板形控制性能評價方法綜述[J]. 彭艷,牛山. 機械工程學報. 2017(06)
[9]Non-linear Dynamics of Inlet Film Thickness during Unsteady Rolling Process[J]. FU Kuo,ZANG Yong,GAO Zhiying,QIN Qin,WU Diping. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[10]基于內(nèi)部罰函數(shù)的進化算法求解約束優(yōu)化問題[J]. 崔承剛,楊曉飛. 軟件學報. 2015(07)
博士論文
[1]冷軋帶鋼板形控制技術的研究與應用[D]. 王鵬飛.東北大學 2011
碩士論文
[1]基于LabVIEW的板形自動控制仿真平臺開發(fā)[D]. 程曉麗.燕山大學 2017
[2]板形閉環(huán)控制系統(tǒng)的滯后補償策略研究[D]. 馬磊.燕山大學 2014
本文編號:3686799
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