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《薄帶坯鑄軋板形智能識別與控制系統(tǒng)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要薄帶坯鑄軋是新一代鋁加工發(fā)展的重要方向和鋁加工技術(shù)的制高點(diǎn)，而板形控制是當(dāng)今鑄軋技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)前沿課題，是保證鑄軋工藝順利進(jìn)行，控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。它包括板形模式識別技術(shù)與板形控制技術(shù)。本文以國家計(jì)委產(chǎn)業(yè)化前期關(guān)鍵技術(shù)及成套裝備研制與開發(fā)項(xiàng)目“鋁及鋁合金鑄軋新技術(shù)與設(shè)備研制開發(fā)”(計(jì)高技[1998]1985)為背景，以鑄軋板形控制技術(shù)與裝置為研究對象，分析總結(jié)了鑄軋板形形成機(jī)理與控制特性，提出了鑄軋板形控制的思路，并設(shè)計(jì)了控制方案，研究了BP網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法人工智能技術(shù)用于板形模式識別的參數(shù)設(shè)計(jì)原則，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)重多維空間優(yōu)化方法，建立了G
2、A．BP網(wǎng)絡(luò)板形模式識別模型；根據(jù)鑄軋板形控制的思路，引入人工智能預(yù)測控制的思想，建立了GA—BP網(wǎng)絡(luò)板形在線預(yù)測模型和預(yù)測控制模型：開發(fā)了鑄軋板形控制系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)(板形檢測系統(tǒng)、金屬流場控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和軟件系統(tǒng))，對板形控制系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)集成；在此基礎(chǔ)上，將鑄軋板形控制系統(tǒng)及模型應(yīng)用到了快速減薄鑄軋工業(yè)試驗(yàn)，并迸行了工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證。這對于我國薄帶坯鑄軋技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下：1．通過分析總結(jié)鑄軋過程板形形成機(jī)理與控制特性，指出由于來料不存在板形問題，鑄嘴內(nèi)金屬溫度場和速度場是影響板形的關(guān)鍵因
3、素，提出了以鑄嘴內(nèi)金屬流場調(diào)節(jié)為主、外冷為輔來調(diào)節(jié)熱輥型，壓下缸為輔控制板形的鑄軋板形控制思路，并設(shè)計(jì)了鑄軋板形控制系統(tǒng)總體方案。2．研究了BP網(wǎng)絡(luò)用于板形模式識別時(shí)快速BP算法的適用性，以及主要參數(shù)的變化對板形模式識別效果的影響，得出了BP網(wǎng)絡(luò)板形模式識別參數(shù)設(shè)計(jì)的基本原則。指出BP網(wǎng)絡(luò)模式識別的重要問題是提高網(wǎng)絡(luò)對未學(xué)習(xí)樣本的識別能力。3．研究了把高級語言對象封裝的思想引入到遺傳算法的優(yōu)化過程，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)重多維空間優(yōu)化模型的方法，應(yīng)用該方法建立了GA．BP網(wǎng)絡(luò)扳形模式識別模型。研究了遺傳算法主要參數(shù)對遺傳優(yōu)化性能的影響，設(shè)計(jì)了以訓(xùn)練樣本誤差
4、和測試樣本誤差相結(jié)合的遺傳算法適應(yīng)度函數(shù)策略：確定了以較大的網(wǎng)絡(luò)期望誤差和低的適應(yīng)值進(jìn)化程度為網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練策略；實(shí)現(xiàn)了GA．BP網(wǎng)絡(luò)的板形模式識別，有效的提高了BP網(wǎng)絡(luò)對未學(xué)習(xí)樣本的識別能力。4．按照鑄軋板形控制的思路，建立了鑄軋板形控制過程模型，引入人工智能預(yù)測控制的思想，應(yīng)用板形控制的時(shí)滯性和鑄軋過程參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測值，建立了鑄軋過程GA—BP網(wǎng)絡(luò)板形在線預(yù)測模型和預(yù)測控制模型，并進(jìn)行了離線仿真分析，結(jié)果證明模型正確有效。5，設(shè)計(jì)了基于雙束激光差動(dòng)測量方法的掃描式激光板形檢測方案，實(shí)現(xiàn)了低成本、高精度的板形板厚同時(shí)測量；設(shè)計(jì)、開發(fā)了以PLC為核心的金屬
5、流場控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)了基于管理級、控制主站以及采集從站三級數(shù)據(jù)采集分布式系統(tǒng)i采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想，開發(fā)了鑄軋板形控制軟件系統(tǒng)；在此基礎(chǔ)上對板形控制系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)集成。6．利用快速減薄鑄軋工業(yè)試驗(yàn)過程采集的數(shù)據(jù)，對建立的GA-BP網(wǎng)絡(luò)板形識別模型與在線預(yù)測模型進(jìn)行了驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明模型正確有效，為鑄軋板形控制的進(jìn)一步研究奠定了理論與試驗(yàn)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：薄帶坯鑄軋，板形識別，板形控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，遺傳算法llABSTRACTThin-gaugerollcastingisallimportantandnewdevelopmentinthetechnolog
6、yofaluminumindustry．Andflatnesscontrolisthelatestresearchfieldintherollcasting．whichincludesflatnessrecognitionandcon仃01technology,anditisthekeytechnologytotherollcastingtechnicsandproductqu雄ity．FundedbytheindustrializationkeytechnologyandwholesetequipmentresearchofChinaSpecialP
7、lanProject一‘'NewTechnologyandEquipmentManufactureoftheAluminumandAluminumAlloyRollCasting”(No．[1998]1985)，thispaperresearchontherollcastingflatnesscontroltechnologyandequipment．Afteranalyzingflatnessformingmechanismandflatnesscontrolparticularity,theflatnesscontrolrulesareconclu
8、ded，andthecontrolprojectaredesigned；studytherul
