[发明专利]基于奇异摄动模型的热轧薄板板形板厚协同控制方法

说明书

一种基于奇异摄动模型的热轧薄板板形板厚协同控制方法，属于带钢轧制控制技术领域。融合奇异摄动技术与轧制控制理论，设计静态输出反馈控制器，给出控制器增益求解定理，并通过仿真验证了方法的有效性。优点在于，稳态误差低、实时性强、能够实现板形板厚的协同控制，极大提升热连轧薄板板形板厚控制精度。

技术领域

本发明属于冶金工程自动化与智能化领域，特别是涉及一种基于奇异摄动模型的热轧薄板板形板厚协同控制方法。特别适用于薄板的热轧或冷轧过程板形板厚的高精度控制问题。

背景技术

较之中厚板，热连轧薄板的板形板厚控制难度非常大，而且其难度随着板宽的增大与厚度的减薄而加大。目前国内外热轧薄板板形板厚控制普遍采用独立控制器设计与耦合补偿方法，且实际生产现场主要采用国外引进的模型与控制算法。据调研发现当前国内热轧薄板普遍存在板形精度和产品一致性差的问题，迫切需要新理论与方法的提出。

发明人多年来的研究发现，热轧薄板的轧制过程控制具有病态动力学特性，采用经典控制理论与方法很难准确描述其病态动力学，也就谈不上改善其控制性能。针对此问题，发明人提出了“热轧薄或超薄板的多时标建模与稳定控制”理论与方法，并于2017年申请了发明专利，但当时只研究了状态反馈与输出积分器的融合控制问题。为了满足较大多数钢企的热轧过程控制系统的特点，提高控制算法的普适性，本发明进一步提出了热轧薄板的摄动建模与板形板厚高精度协同方法，在奇异摄动模型框架下，提出了薄带板形板厚的静态输出反馈控制方法，在板形板厚高精度协同控制方面做出了实质性的突破。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于奇异摄动模型的热轧薄板板形板厚协同控制方法，解决当前国内外热轧薄板的板形、板厚控制精度低的问题。极大提升热连轧薄板板形板厚控制精度

本发明融合奇异摄动技术与轧制控制理论，设计静态输出反馈控制器，给出控制器增益求解定理，并通过仿真验证了方法的有效性。的技术方案是：构建模型，设计静态输出反馈控制器，给出控制器增益求解不等式组，并进行了仿真验证。具体包括以下步骤：

步骤1.薄板热连轧过程奇异摄动建模

建立第i+1机架热轧过程的离散奇异摄动板形板厚协同控制模型

x(k+1)＝E_ε(A_d+ΔA_d)x(k)+E_εB_d(v(k)-u(k))

y(k)＝Cx(k) (1)