本書主要介紹冷連軋過程數據驅動的高精度數字孿生模型，系統介紹基于數據感知的酸洗拉矯智能控制、數據驅動的軋制過程數字孿生模型、軋制規(guī)程多目標優(yōu)化與自適應控制、冷軋板形與邊部減薄建模及協調控制、非穩(wěn)態(tài)過程感知與厚度-張力協調優(yōu)化、冷軋全流程速度全局協調優(yōu)化等系列數字化關鍵技術及其工業(yè)化應用。 本書可供鋼鐵企業(yè)管理層和工程技術人員閱讀，也可供冶金自動化技術的科研、設計、生產維護人員以及大專院校的自動化、計算機、機電專業(yè)師生參考。
孫杰，男，1984年9月出生，副教授，主要從事板帶軋制自動化與智能化控制技術等方面的工作。主持國家重點研發(fā)計劃課題、國家自然科學基金面上項目、國家智能制造裝備發(fā)展專項課題等5項國家級項目，取得了數據和機理融合的軋制全流程板形控制、軋制過程力能與振動數學模型、連軋非穩(wěn)態(tài)過程感知與多機架協調優(yōu)化等多項成果。作為主要執(zhí)行人開發(fā)了具有自主知識產權的板帶軋制自動控制系統，完成了30余條冷熱軋軋制生產線控制系統的研發(fā)與調試項目，包括國內首套完全自主研發(fā)的酸洗冷連軋控制系統，厚度、板形精度與控制系統運行穩(wěn)定性等關鍵指標達到了國際先進水平，獲得了良好的經濟社會效益。發(fā)表論文50余篇，其中以第一作者通訊作者在APM、IJMS、JMPT、ASOC等期刊發(fā)表SCI檢索論文16篇，授權發(fā)明專利17項、軟件著作權4項，副主編專著教材2部。入選遼寧省“興遼英才計劃”青年拔尖人才。,1,1,1,張殿華，教授，博士生導師，軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室副主任。開發(fā)的具有自主知識產權的熱連軋、冷連軋和中厚板等軋制全流程自動控制系統，形成了較為完整的板帶材軋制理論及工藝技術體系，在國內百余條生產線得到成功應用。主持“扁平材全流程智能化制備關鍵技術”“基于大規(guī)模數據驅動的軋鋼過程故障診斷及自愈控制”等國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金重點項目10余項。發(fā)表論文120余篇,獲專利8項。獲國家科技進步二等獎1項、省部級科技進步獎2項、冶金科技獎1項。
第1章緒論....PAGEREF _Toc111801505 \h9 第2章基于數據感知的酸洗拉矯智能控制...PAGEREF _Toc111801506 \h10 2.1酸液系統概述....PAGEREF _Toc111801507 \h10 2.1.1 酸液溫度對酸洗效率的影響....PAGEREF _Toc111801508 \h13 2.1.2 酸液濃度對酸洗效率的影響....PAGEREF _Toc111801509 \h13 2.1.3酸液流量對酸洗效率的影響....PAGEREF _Toc111801510 \h14 2.2酸液系統優(yōu)化控制策略...PAGEREF _Toc111801511 \h14 2.2.1 酸液系統常規(guī)控制方法...PAGEREF _Toc111801512 \h15 2.2.2 基于案例推理的酸液優(yōu)化控制策略....PAGEREF _Toc111801513 \h16 2.2.3 應用效果....PAGEREF _Toc111801514 \h21 2.3小結....PAGEREF _Toc111801515 \h22 第3章數據驅動的軋制過程數字孿生模型...PAGEREF _Toc111801516 \h24 3.1冷軋變形區(qū)的微單元模型....PAGEREF _Toc111801517 \h24 3.1.1微單元的劃分及幾何參數計算...PAGEREF _Toc111801518 \h25 3.1.2微單元的受力分析及計算....PAGEREF _Toc111801519 \h27 3.1.3邊界條件的求解....PAGEREF _Toc111801520 \h29 3.1.4前滑值的計算....PAGEREF _Toc111801521 \h29 3.2變形抗力與摩擦系數模型....PAGEREF _Toc111801522 \h31 3.2.1變形抗力模型....PAGEREF _Toc111801523 \h31 3.2.2摩擦系數模型....PAGEREF _Toc111801524 \h32 3.3軋制力模型與迭代算法...PAGEREF _Toc111801525 \h33 3.3.1軋制力模型....PAGEREF _Toc111801526 \h33 3.3.2軋制力和軋輥壓扁半徑的解耦算法....PAGEREF _Toc111801527 \h34 3.3.3實例計算與分析....PAGEREF _Toc111801528 \h36 3.4軋制力矩和電機功率模型....PAGEREF _Toc111801529 \h38 3.4.1軋制力矩模型....PAGEREF _Toc111801530 \h38 3.4.2電機功率模型....PAGEREF _Toc111801531 \h39 3.4.3電機機械功率損耗測試...PAGEREF _Toc111801532 \h39 3.5軋機彈跳與輥縫設定模型....PAGEREF _Toc111801533 \h40 3.5.1軋機彈跳模型結構....PAGEREF _Toc111801534 \h40 3.5.2軋機剛度系數測試....PAGEREF _Toc111801535 \h41 3.5.3輥縫設定模型....PAGEREF _Toc111801536 \h43 3.6彎輥力及軋輥橫移模型...PAGEREF _Toc111801537 \h43 3.6.1彎輥力設定模型....PAGEREF _Toc111801538 \h43 3.6.2軋輥橫移設定模型....PAGEREF _Toc111801539 \h44 3.7小結....PAGEREF _Toc111801540 \h44 第4章軋制規(guī)程多目標優(yōu)化與自適應控制...PAGEREF _Toc111801541 \h45 4.1模型自適應的原理....PAGEREF _Toc111801542 \h45 4.1.1模型自適應算法....PAGEREF _Toc111801543 \h45 4.1.2模型自適應的類型....PAGEREF _Toc111801544 \h46 4.1.3模型自適應流程....PAGEREF _Toc111801545 \h47 4.2實測數據的計算與處理...PAGEREF _Toc111801546 \h48 4.2.1實測數據的測量與間接計算....PAGEREF _Toc111801547 \h49 4.2.2測量值可信度的計算....PAGEREF _Toc111801548 \h52 4.3基于指數平滑法的模型公式自適應....PAGEREF _Toc111801549 \h52 4.3.1軋制力模型自適應....PAGEREF _Toc111801550 \h53 4.3.2軋制功率模型自適應....PAGEREF _Toc111801551 \h54 4.3.3輥縫設定模型自適應....PAGEREF _Toc111801552 \h55 4.3.4前滑模型自適應....PAGEREF _Toc111801553 \h56 4.4軋制力模型參數的自適應....PAGEREF _Toc111801554 \h57 4.4.1模型參數自適應的方案設計....PAGEREF _Toc111801555 \h58 4.4.2模型自適應系數的尋優(yōu)算法....PAGEREF _Toc111801556 \h60 4.4.3在線應用效果....PAGEREF _Toc111801557 \h60 4.5小結....PAGEREF _Toc111801558 \h61 第5章冷軋板形與邊部減薄建模及協調控制....PAGEREF _Toc111801559 \h62 5.1基于主成分分析算法的板形調控功效計算....PAGEREF _Toc111801560 \h62 5.1.1主成分分析算法的數學模型....PAGEREF _Toc111801561 \h62 5.1.2基于主成分分析法的最小二乘回歸建模....PAGEREF _Toc111801562 \h65 5.1.3主成分分析算法獲取調控功效系數....PAGEREF _Toc111801563 \h68 5.2基于偏最小二乘算法的板形調控功效計算....PAGEREF _Toc111801564 \h69 5.2.1偏最小二乘回歸原理....PAGEREF _Toc111801565 \h69 5.2.2偏最小二乘回歸建模....PAGEREF _Toc111801566 \h70 5.2.3正交信號校正法改進的偏最小二乘算法....PAGEREF _Toc111801567 \h76 5.2.4基于OSC-PLS算法獲取調控功效系數....PAGEREF _Toc111801568 \h78 5.3板形調控功效系數計算結果分析....PAGEREF _Toc111801569 \h80 5.3.1預測模型的性能評估....PAGEREF _Toc111801570 \h80 5.3.2板形調控功效系數計算結果....PAGEREF _Toc111801571 \h81 5.3.3板形調控功效系數精度的驗證...PAGEREF _Toc111801572 \h82 5.3.4板形調控功效系數應用測試....PAGEREF _Toc111801573 \h84 5.4小結....PAGEREF _Toc111801574 \h88 第6章非穩(wěn)態(tài)過程感知與厚度-張力協調優(yōu)化....PAGEREF _Toc111801575 \h90 6.1引言....PAGEREF _Toc111801576 \h90 6.2冷連軋軋制全過程優(yōu)化問題....PAGEREF _Toc111801577 \h90 6.3基于鄰域優(yōu)化的分布式模型預測控制策略....PAGEREF _Toc111801578 \h92 6.3.1系統模型....PAGEREF _Toc111801579 \h93 6.3.2預測模型....PAGEREF _Toc111801580 \h94 6.3.3滾動優(yōu)化....PAGEREF _Toc111801581 \h95 6.3.4反饋校正....PAGEREF _Toc111801582 \h96 6.3.5控制策略仿真與分析....PAGEREF _Toc111801583 \h97 6.4基于納什均衡的分布式模型預測控制策略....PAGEREF _Toc111801584 \h101 6.4.1冷連軋系統模型....PAGEREF _Toc111801585 \h102 6.4.2引入拉蓋爾函數....PAGEREF _Toc111801586 \h102 6.4.3預測模型....PAGEREF _Toc111801587 \h103 6.4.4滾動優(yōu)化....PAGEREF _Toc111801588 \h103 6.4.5反饋校正....PAGEREF _Toc111801589 \h104 6.4.6考慮納什均衡的協調優(yōu)化策略...PAGEREF _Toc111801590 \h104 6.4.7控制策略仿真與分析....PAGEREF _Toc111801591 \h106 6.5小結....PAGEREF _Toc111801592 \h112 第7章冷軋全流程速度全局協調優(yōu)化....PAGEREF _Toc111801593 \h113 7.1速度運行特性分析....PAGEREF _Toc111801594 \h113 7.2帶鋼跟蹤....PAGEREF _Toc111801595 \h118 7.2.1 跟蹤分區(qū)....PAGEREF _Toc111801596 \h118 7.2.2 跟蹤計算....PAGEREF _Toc111801597 \h119 7.3目標函數的建立....PAGEREF _Toc111801598 \h123 7.4基于修正Powell算法的求解....PAGEREF _Toc111801599 \h127 7.4.1 修正Powell算法...PAGEREF _Toc111801600 \h127 7.4.2 求解過程....PAGEREF _Toc111801601 \h130 7.5應用效果....PAGEREF _Toc111801602 \h131 7.6小結....PAGEREF _Toc111801603 \h133 參考文獻 索引
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