基于谱方法的铝合金热精轧板带横向厚度分布动态预测模型研究

由于铝合金热精轧板带的使用厚度愈来愈薄，性价比及质量标准愈来愈高，对其板形进行控制具有非常重要的意义。铝合金板带热精轧过程存在非线性、不确定性和时空耦合，本质属于复杂无穷维系统，数学上由非线性偏微分方程描述。现有的板形模型主要采用差分法或有限元法建立，阶数高、计算量大，不便于控制器的实现，而且只考虑轧制的稳态，忽略各种力能及热能的动态耦合的影响，在铝板带的高速热精轧条件下，不能满足板形的动态预测与实时控制的要求。针对铝合金热精轧板带横向厚度分布与板形参数的相关性及其时空耦合特征，本项目主要研究基于谱方法的热精轧板带横向厚度分布时空耦合低阶近似模型，建立基于时空分离技术和非线性系统辨识理论的热精轧板带横向厚度分布智能建模理论，提出基于时空耦合低阶近似智能模型的板形预测控制策略，力图在铝合金热精轧板带板形的建模、预测及控制等方面获得既有理论价值又有实际意义的研究成果。

铝合金板带热精轧过程存在非线性、不确定性和时空耦合，本质属于复杂无穷维系统，数学上由非线性偏微分方程描述。现有的板形模型主要采用差分法或有限元法建立，阶数高、计算量大，不便于控制器的实现，而且只考虑轧制的稳态，忽略各种力能及热能的动态耦合的影响，在铝板带的高速热精轧条件下，不能满足板形的动态预测与实时控制的要求。因此，本项目主要研究热精轧板带横向厚度分布的时空耦合低阶近似模型、基于非线性系统辨识的热精轧板带横向厚度分布智能建模理论及基于时空综合的热精轧板带横向厚度分布控制模型及控制策略。取得的成果主要有：1）建立了包含不确定因素的铝合金热精轧板带横向厚度分布时空耦合低阶近似模型，解决了现有的板形模型阶数高、计算量大的缺点；2）提出了基于非线性系统辨识的热精轧板带横向厚度分布智能建模理论，为板形的动态预测控制奠定了理论基础；3）提出了考虑不确定性的铝合金热精轧板带横向厚度分布神经网络内模控制方法，为铝合金热精轧板带板形的实时控制提供了参考依据。