针对现有热矫直机结构不合理,机械压下控制不精确,辊数多,入口翘头、矫直力过大的问题,新设计的七辊带钢全液压矫直机采用无支承辊结构,由AGC液压缸控制压下并设有入口压翘头装置,不仅消除板坯来料翘头,而且提高热矫直机矫直的一次通过率,有效提高钢板质量。

以中厚板精轧机生产线上全液压十一辊矫直机的控制系统为研究对象,提出一种全新的基于多个嵌入式系统的协同控制架构及控制策略;建立了面向实时任务的预定义模型,变集中计算为分布式计算;实验及运行结果表明,该分布式协同控制系统,可使4个AGC液压缸的随动性能更加可靠,模型运算速度加快,动态跟随误差为0.2mm。

针对BP神经网络算法的收敛速度慢,权值畸形导致迭代无法进行,非线性多耦合收敛局部极小点的缺陷,本文提出了一种新型多神经元PID神经网络算法。该算法核心通过简化PID神经元网络控制器,改善其权值初始化,在权值迭代计算中运用符号函数解决上述缺陷。通过对该新型多神经元PID控制算法结果分析,该算法在反传运算过程中大为简化,算法收敛速度快,且网络权值灵活。将该算法与传统神经网络算法分别应用到全液压矫直机伺服控制,通过对比分析验证了该算法的有效性,同时为多神经元PID控制器的工程化应用提供了理论支持和技术借鉴。

基于AMEsim分别建立了全液压矫直机电液位置伺服控制模型和电液力伺服控制模型,并分别对其进行了动态仿真研究,通过调整合适的PID参数,得到了位置阶跃响应曲线和力阶跃响应曲线,明确了二者控制的优缺点。并且进一步提出了全液压矫直机的双环限幅转换策略,通过限幅器的作用,当一个环处于工作状态的时候另一个环始终处于饱和状态,最终实现双环的平稳转换。通过仿真分析,该转换策略不管是位置闭环向力闭环转换还是力闭环向位置闭环转换都可以实现平稳转换。最后在实验室两缸同步实验台上用主从同步方式验证该转换策略的可行性和有效性,该转换策略对现实的生产具有重要的指导意义。

为了实现全液压矫直机的多参数调节与控制,提高液压系统的工作效率和控制精度,提出了一种基于变频调速的独立位置闭环和压力闭环的控制方法。用变频电机取代普通三相异步电动机驱动定量泵实现对液压系统流量的在线实时无级改变,用比例溢流阀取代电磁溢流阀实现全液压矫直机的恒压力控制,同时也可以根据不同的板厚实现在线压力的无级改变,用内置磁致伸缩位移传感器来实时反馈液压缸活塞杆的位移实现对液压缸位置的精确控制。建立了全液压矫直机位置闭环和压力闭环双环独立控制模型,并在AMESim软件中通过仿真证明了该控制方法的正确性,最后在现场十一辊全液压矫直机上验证了该控制方法的可行性和实用性。

针对当前普遍常用的BP神经网络算法的缺陷即反传算法复杂收敛速度慢在解决一些复杂多变非线性及系统多耦合问题时网络权值收敛局部极小点导致网络训练失败反传算法权值迭代出现畸形变化问题。虽然神经网络控制器在软件仿真中运行结果都能满足要求但是在实际的现场工程应用中很难适应复杂工业现场所要求的控制快速性和及时性。针对以上缺陷提出了一种新型的多神经元PID神经网络算法其原理是通过简化PID神经元网络控制器改善其权值初始化来达到新型多神经元PID控制器控制过程的快速性和响应的及时性将其应用到全液压矫直机四缸伺服控制器。通过将传统神经元网络控制器和文中所研究的新型多神经元PID控制器位移响应曲线对比分析该新型多神经元PID伺服控制器具有反传算法大为简化、收敛速度快、网络权值灵活性好、实时性等

以中厚板全液压矫直机为控制对象，重点研究了4个AGC液压缸在不同工况下的协同作业性能。建立了液压滚切剪电液伺服系统的数学模型；针对全液压矫直机四回路电液伺服协同控制系统的非线性、时变、易受负载扰动等特点，选择模糊神经网络控制算法，提出了基于模糊神经网络控制器与偏差耦合控制结构相结合的四回路电液伺服协同控制方案，完成了4个AGC控制回路之间的存在系统耦合误差动态补偿；现场实验表明，该控制算法稳定性能高，收敛速度快；使用该方案之后，控制系统具有很好的协同控制精度，能够较好地实现全液压矫直机4个AGC液压缸协同跟踪控制。