一種基于不確定性離散模型的液壓活套魯棒模糊控制方法，屬于板帶軋制技術領域。該方法基于不確定性離散時間模型，設計魯棒模糊狀態反饋控制器，實現活套控制系統高精度穩定控制。根據活套控制系統的動力學模型，建立其不確定性連續時間模型，選擇適當的采樣周期，采用零階保持器方法，對所獲連續模型進行離散化，獲得活套控制系統不確定性離散時間模型，在此基礎上設計魯棒模糊控制器。優點在于，解決板帶熱連軋過程中，現有活套控制方法無法消除系統參數存在攝動及外擾引起的穩態誤差問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于板帶軋制
，特別是提供了一種，適用于板帶熱連軋液壓活套控制系統的高精度控制，也可用于機器人、電力系統及鉆井平臺等其他復雜系統的建模與控制。
技術介紹
現代熱連軋過程中，活套控制起著非常重要的作用，其控制性能的優劣，直接影響成品帶鋼的質量。活套控制系統主要有電動活套和液壓活套控制系統兩種。較之電動活套，液壓活套實時性強，精度高，但其控制非常復雜。目前，國內液壓活套控制系統多數為國外引進產品，且普遍采用傳統PID控制算法，無法滿足日益增長的高精度控制要求，因此研究液壓活套控制系統的高精度控制具有重要意義。·傳統的活套控制方法對活套高度和帶鋼張力進行獨立控制，而不考慮二者之間的耦合，故控制精度較低。針對這一問題，學者們研究了一些新方法，如張力測量技術、軟測量方法、分散控制方法、智能控制及基于連續時間模型的H c 控制等，但上述研究均為基于連續時間模型的控制方法，且真正應用到生產現場的成果并不多見，因為板帶熱連軋過程普遍存在無規律頻譜外擾及參數/結構時變攝動，難以建立精確數學模型，而現存活套控制方法多數未考慮系統參數不確定問題。另外，現存的不確定系統控制理論與方法，多數要求給出不確定性參數的上確界，而多數實際系統的不確定性無法預知，因此具有一定的保守性。本專利技術在上述方面做出了實質性的突破。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種，解決板帶熱連軋過程中，現有活套控制方法無法消除系統參數存在攝動及外擾引起的穩態誤差問題。本專利技術的技術方案是一種活套控制系統不確定性離散時間模型建立與魯棒模糊控制方法，該方法基于不確定性離散時間模型，設計魯棒模糊狀態反饋控制器，實現活套控制系統高精度穩定控制。根據活套控制系統的動力學模型，建立其不確定性連續時間模型，選擇適當的采樣周期，采用零階保持器方法，對所獲連續模型進行離散化，獲得活套控制系統不確定性離散時間模型，在此基礎上設計魯棒模糊控制器。具體包括如圖2所示，本專利技術在活套控制系統(現場已有)上實施，所述的活套控制系統的硬件部分主要包括作為被控對象的活套系統，傳感器，控制器和執行器，其中執行器包括緩沖器和零階保持器。步驟I、根據現有的活套控制系統動力學方程，建立活套控制系統的不確定性連續時間模型描述. '( ) = {Al +-f- DiU'(i'}y (t) = C1X (t)(I)其中，狀態變量權利要求1.一種，其特征在于具體包括以下步驟 步驟I、根據現有的活套控制系統動力學方程，建立其不確定性連續時間模型全文摘要一種，屬于板帶軋制
該方法基于不確定性離散時間模型，設計魯棒模糊狀態反饋控制器，實現活套控制系統高精度穩定控制。根據活套控制系統的動力學模型，建立其不確定性連續時間模型，選擇適當的采樣周期，采用零階保持器方法，對所獲連續模型進行離散化，獲得活套控制系統不確定性離散時間模型，在此基礎上設計魯棒模糊控制器。優點在于，解決板帶熱連軋過程中，現有活套控制方法無法消除系統參數存在攝動及外擾引起的穩態誤差問題。文檔編號G05B13/00GK102944994SQ20121052632公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月9日 優先權日2012年12月9日專利技術者陳金香, 于立業 申請人:冶金自動化研究設計院本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于不確定性離散模型的液壓活套魯棒模糊控制方法,其特征在于：具體包括以下步驟：步驟1、根據現有的活套控制系統動力學方程，建立其不確定性連續時間模型：x·(t)=(Al+ΔAl)x(t)+Blu(t)+Blw(t)y(t)＝Clx(t)????????????????????（1）其中，狀態變量x(t)=ΔτiΔθiΔωmotoriΔiactiΔv0iT,u(t)∈R2×1為控制輸入，y(t)∈R2×1為系統輸出，w(t)為外擾，ΔAl和Dl為適當維數矩陣；Al=A110A130A15001GR00A31A320A340000-1Tl00000-1Tv,Bl=00000001Tl1Tv0,Cl=0100010000,A11=-EL(v0idfidτi+v0i+1dβi+1dτi),A13=ELdLdθi·1GR,A15=-EL(1+fi)A31=-1GR·∂Mload∂τi·1J·180π,A32=-1GR·∂Mload∂θi·1J·180π,A34=-GmJ·180π,其它參數說明如下：J是活套與液壓缸轉動慣量之和，E為彈性模量，L為熱連軋機架之間的距離，v0i為第i機架出口帶鋼的速度，v0i+1為第i+1機架帶鋼的入口速度，fi為第i機架前滑系數，Δτi為帶鋼張力增量，τi為帶鋼張力，θi為活套角度，Δθi為活套角度增量，Tl為活套電流環等效時間常數，Δωmotori為活套電機角速度增量，Δiacti為活套電機電流增量，Δirefi為活套電機電流設定值，Δv0refi為第i機架出口帶鋼的速度設定值，GR為連接活套電機的減速機減速比，Cm為活套電機電流到力矩的增益系數，Mload為復合力矩(張力矩和重力矩)，βi+1為第i+1機架后滑系數，Tv為主機速度環等效時間常數；步驟2、建立不確定性離散時間模型:根據實際系統要求的采樣周期Ts，并采用零階保持器方法，將以上連續時間模型（1），離散化為不確定性離散模型：x(k+1)=(Ad+ΔAd)x(k)+Bdu(k)+Ddw(k)??????????????（2）????y(k)=Clx(k)Ad,Bd,Dd的值采用matlab命令sys=ss(Al,Bl,Cl,Dl)；c2d(sys,0.01,“zoh“)得到，ΔAd為適當維數的不確定矩陣；步驟3、基于離散模型（2），對被控對象設計模糊狀態反饋控制器；控制器規則i：如果ξ1(k)是ψj1，…,ξg(k)是ψjg，那么u(k)=Kjx(k)????????????????????（3）其中，Kj為控制器增益；采用標準的模糊推理方法―即單點模糊化，乘積推理，和加權平均清晰化，得全局模糊控制器為u(k)=K(μ)x(k)????????????（4）其中，μj(ξ(k))=wj(ξ(k))Σj=1rwj(ξ(k)),wj(ξ(k))=Πl=1gψjl(ξl(k)),????μj(ξ(k))≥0，j＝1，2，...，r，r是規則數目，為了便于記錄，令μj＝μj(ξ(k))，步驟4、由步驟2和步驟3推導出活套控制系統閉環系統模型；x(k+1)=(Ad+ΔAd+BdK(μ))x(k)+Ddw(k)????????????????（5）y(k)=Clx(k)Ad,Bd,Dd的值可采用matlab命令sys=ss(Al,Bl,Cl,Dl)；c2d(sys,0.01,“zoh“)得到，ΔAd為適當維數的不確定矩陣；步驟5、采用譜范數方法和線性矩陣不等式方法，推導由魯棒模糊狀態反饋控制器存在的充分條件，推導過程不要求知道系統不確定性參數的上確界；下面是求解控制器增益的線性矩陣不等式組：-γ2X*AdX+BdWj-X<0,X＞0)??????????????????????????????（6）其中，0<γ≤1，X為對稱正定矩陣，控制器增益：Kj=Wj*X?1，for?j=1,2,...,r.????????（7）步驟6、將所得控制器Matlab代碼傳...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳金香，于立業，
申請(專利權)人：冶金自動化研究設計院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。