[00988594]液压伺服驱动的冷带轧机厚控系统自适应鲁棒控制研究

液压伺服驱动的冷带轧机厚控系统是一个复杂的非线性时滞不确定系统，其自适应鲁棒控制技术，是液压AGC(自动厚度控制)系统的关键技术，它的控制精度和稳定性直接影响冷轧带钢的厚度精度，因此液压伺服驱动的冷带轧机厚控系统自适应鲁棒控制研究具有重要的理论意义和实际价值。该项目的主要研究内容如下：(1)在自适应鲁棒控制基础理论研究方面，针对一般具有三角结构的不确定非线性时滞系统，基于Lyapunov-Razumikhin函数，提出了一种新的鲁棒自适应控制器设计方法，解决了具有非线性参数化的一般三角结构不确定非线性时滞系统的自适应鲁棒控制问题，扩大了非线性时滞系统自适应控制的应用范围，并能保证所设计的闭环系统全局一致最终有界稳定。与常规的自适应控制相比，该方法在自适应控制器的设计中引入新的参数变量，从而解决了由Lyapunov-Razumikhin函数带来的障碍。(2)在液压伺服位置系统自适应鲁棒控制应用基础研究方面，对于控制输入前具有不确定系数的一类非严格参数反馈非线性系统，提出了一种改进的自适应Backstepping控制器设计方法。该方法有效解决了系统模型中因控制量前存在不确定系数而导致所设计的控制器中存在参数自适应律、自适应律中又存在控制量的嵌套难题。并将该方法应用于控制量前具有不确定系数的电液伺服位置系统的自适应Backstepping控制器设计。(3)在液压伺服驱动的冷带轧机厚控系统自适应鲁棒控制应用基础研究方面，基于Lyapunov稳定性理论，综合考虑参数不确定和外界扰动不确定性(该不确定性不需要满足匹配条件)，设计了冷带轧机厚控系统自适应鲁棒动态输出反馈控制器和自适应补偿控制器，减少了系统设计的保守性。并从工程实际出发，针对液压伺服驱动的冷带轧机压下位置系统设计了鲁棒动态输出反馈同步控制器，实现了在参数不确定和外负载扰动情况下的快速同步控制。(4)在应用研究方面，开发研制了高精度的液压伺服驱动的冷带轧机厚度过程控制系统，并将自适应控制技术应用于厚控系统中，使液压伺服位置系统控制精度高达±0.5μm；厚控系统精度高达：对于成品厚度＜0.3mm的带钢，厚度控制绝对误差≤±2μm；对于成品厚度≥0.3mm的带钢，厚度控制相对误差＜±0.67%。由于针对来料材质不同、硬度不均且随轧制道次的变化而变化的特点，开发了厚度自适应控制算法，从而保证了AGC系统在厚带和薄带轧制时都具有优良的稳定性、快速性和高精度。该高精度液压伺服驱动的厚度控制系统技术已经成功、可靠地应用于河南鸽瑞复合材料公司和邯郸市卓立精细板材公司的5台轧机设备。主要技术性能指标如下：(1)液压伺服位置控制系统控制精度达±0.5μm；(2)厚度控制系统的控制精度：对于板厚＜0.3mm的带钢；厚度控制误差：±2μm；对于板厚≥0.3mm的带钢，厚度控制相对误差＜±0.67%。