[发明专利]带材对中系统自适应模糊控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及过程控制系统的控制方法，具体涉及带材对中控制系统的 模糊控制方法，属于有色金属加工技术领域。

背景技术

轧制过程中带材的对中与否影响带材轧制过程稳定，还影响带材的成 材率，因此各大生产商在轧机上均装有对中控制系统。带材对中系统大多 由检测系统、微处理器控制系统、驱动器和液压控制(或机械传动)系统 四部分组成。传统的对中控制方法基本都是采用PID方式，如在PLC内部 对偏差信号做PID运算，利用PID调节模块调节液压驱动装置给定。因为 对中控制过程具有较强的非线性和不确定因素，常规PID控制系统存在参 数整定困难、控制品质欠佳等缺点。对中系统充满了不确定性，几乎没有 精确的系统模型可言。

如果应用模糊控制方法，其优点将会突出，模糊控制不依赖于被控对 象的精确数学模型，特别适用于强耦合性和参数时变性、以及严重的非线 性与不确定性的复杂系统或过程进行控制。这种控制方法比较简单，应用 效果好，因此近年来模糊控制方法得到了飞速发展，应用于非线性、时变 的复杂系统以及那些无法获得精确数字模型的系统，如：高炉冶炼、宇航 系统、机器人技术等。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种带材对中控制系 统的模糊控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

带材对中系统自适应模糊控制方法，特点是：带材对中系统自适应模 糊控制装置包括第一带材检测传感器、第二带材检测传感器、图像采集模 块、图像处理模块、模糊控制器、液压伺服系统及液压泵站，所述第一带 材检测传感器和第二带材检测传感器分布在带材上方的两侧，第一带材检 测传感器和第二带材检测传感器接入图像采集模块，所述图像采集模块连 接图像处理模块，所述图像处理模块与模糊控制器连接，所述模糊控制器 为一台装有模糊控制软件的工控机，其软件平台为Labview，所述模糊控 制器与液压伺服系统通信连接，液压泵站与液压伺服系统油路连接；

所述第一带材检测传感器和第二带材检测传感器感应带材的图像，所 述图像采集模块对第一带材检测传感器和第二带材检测传感器感应到的 信号进行底层处理和转换，并将处理结果传送给图像处理模块，所述图像 处理模块对两路信号进行信号处理，得出带材偏离中心线位置的距离偏差 e和偏差变化率Δe；距离偏差e和偏差变化率Δe输入到模糊控制器中进行 模糊控制，即根据模糊控制规则表和输入变量得出模糊控制量，再将模糊 控制量转换为实际的控制信号输出；模糊控制器输出的控制信号使液压伺 服系统调整位置，从而调节负载运动速度的大小和方向，使带材始终位于 轧制中心线上。

进一步地，上述的带材对中系统自适应模糊控制方法，其中，所述模 糊控制器(5)进行模糊控制的具体步骤为：

1)输入模糊化：将距离偏差e和偏差变化率Δe变换成相应的基本论 域，距离偏差e和偏差变化率Δe转化成合适的语言值；距离偏差e和偏差 变化率Δe经过量化以后，确定隶属函数波形图为三角函数波形，再根据各 模糊子集确定量化论域中各元素的曲线，经比较以后得出模糊量；

2)模糊化决策：用IF、THEN结构总结出模糊语言控制规则，形成 模糊状态控制表，模糊量经控制规则得到模糊控制量；

3)输出反模糊化：即去模糊化、模糊判决，将模糊控制量转换到实 际论域中，得到准确的控制信号。

更进一步地，上述的带材对中系统自适应模糊控制方法，其中，距离 偏差e和偏差变化率Δe输入模糊控制器的模糊控制软件中，在Labview软 件平台下将模糊控制规则表编辑为.fc文件，由模糊控制软件得出相应的模 糊输出，在模糊控制软件中将模糊控制去模糊化，得到准确的控制信号。

再进一步地，上述的带材对中系统自适应模糊控制方法，其中，所述 图像处理模块通过虚拟仪器软件平台Labview实现，由Labview编写图像 处理的算法，将编写的软件生成exe文件，exe文件安装在工控机上，构 成图像处理模块。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：