[发明专利]一种活套多变量控制器确定方法

权利要求书

1.一种活套多变量控制器确定方法，其特征在于，包括：

在预先推导的传统活套数学模型表达式的基础上添加被控变量偏差积分项，得到新的活套数学模型表达式，其中，所述被控变量包括：活套角度和带钢张力；

根据得到的新的活套数学模型表达式，确定基于协方差控制的多变量控制器，所述多变量控制器为：集活套角度控制和带钢张力控制于一体的多变量控制器；

其中，所述在预先推导的传统活套数学模型表达式的基础上添加被控变量偏差积分项，得到新的活套数学模型表达式包括：

在预先推导的传统活套数学模型表达式的基础上添加活套角度偏差和带钢张力偏差的时间积分项，得到新的活套数学模型表达式；

其中，得到的新的活套数学模型表达式为：

其中，x为系统状态变量，u为系统输入，A、B_u和B_w分别表示系统矩阵、输入矩阵、带钢速度偏差系数矩阵，为系统状态变量的导数，△V为带钢速度偏差，x₆和x₇分别是活套角度偏差和带钢张力偏差的时间积分项，和分别为x₆和x₇的导数，y1为被控变量矢量，y1表达式为θ表示活套角度，σ表示带钢张力；

其中，所述根据得到的新的活套数学模型表达式，确定基于协方差控制的多变量控制器包括：

确定具有活套角度反馈的观测器；

根据得到的新的活套数学模型表达式和确定的具有活套角度反馈的观测器，得到被控系统数学模型表达式；

根据得到的被控系统数学模型表达式，利用线性矩阵不等式，确定基于协方差控制的多变量控制器；

其中，得到的被控系统数学模型表达式为：

其中，x为系统状态变量，u为系统输入，A、B_u和B_w分别表示系统矩阵、输入矩阵、带钢速度偏差系数矩阵，为系统状态变量的导数，△V为带钢速度偏差，x₆和x₇分别是活套角度偏差和带钢张力偏差的时间积分项，和分别为x₆和x₇的导数，y1为被控变量矢量，y1表达式为θ表示活套角度，σ表示带钢张力，z为可测量矢量，v为可测量噪声，C_z为状态变量的系数矩阵；

其中，所述线性矩阵不等式表示为：

其中，y1为系统控制变量矢量，θ表示活套角度，σ表示带钢张力，x₆和x₇分别是活套角度偏差和带钢张力偏差的时间积分项，R为工作辊形变时的半径，ξ为控制输出的协方差约束矩阵，γ为最小控制能量，E(·)表示数学期望；

其中，确定的多变量控制器的形式为：

其中，x_c表示多变量控制器的状态向量，为x_c的导数，A_c、B_c和C_c都表示系数矩阵。

2.根据权利要求1所述的活套多变量控制器确定方法，其特征在于，在利用线性矩阵不等式，确定基于协方差控制的多变量控制器之前，所述方法包括：

确定速度扰动、噪声强度、输出协方差和控制输入权重。

3.根据权利要求1所述的活套多变量控制器确定方法，其特征在于，在根据得到的新的活套数学模型表达式，确定基于协方差控制的多变量控制器之后，所述方法还包括：

获取热轧工业过程数据；

在MATLAB下搭建被控系统，利用获取的热轧工业过程数据，辨识协方差控制的多变量控制器参数，其中，所述被控系统包括：确定的多变量控制器；

将辨识得到的被控系统封装为Simulink模块后，转化为PLC代码，导入到预先创建的软件工程中，并装载运行于嵌有VxWorks系统的PowerPC嵌入式处理器中进行实时仿真与监测。