混合多模型自适应控制器设计及全局收敛性分析

In the plate plant, there are too many problems for the flexible producing process in the heavy plate system, such as large working point jump, long transient response time, low accuracy, frequent switching and so on. To solve these problems, in this proposal, it adopts the hierarchical structure to deal with the large working mode jump, utilizes the multiple models technology to treat the different level working mode jump, uses the adaptive mechanism to accommodate the change of the system and the environment, and introduces the robust method to avoid the effect of the disturbance of the parameter. Then, mixed multiple models adaptive controller is designed. It adopts the switching mechanism to improve the transient response, the weighted mechanism to reduce the frequent switching, the mixing second level adaptive mechanism to increase the accuracy and guarantee the global convergence. So it can provide a solid theory and method to realize the fast, smooth and high precision control in the flexible producing process, form a effective theory and technology about the mixed multiple models adaptive control. Finally, it utilizes the data in the Baosteel Company to do the numerical simulation research, the Baosteel heavy plate simulation experiment equipment to do the experimental research, the pilot experiment system to do the test research and the heavy plate process to do the application research.

本项研究针对厚板生产过程柔性生产模式中工作点大范围突变、暂态过程时间长、控制精度低、切换频繁等问题，以分层递阶结构应对大范围工作模式突变，以多模型技术处理各层次工作模式突变，以自适应机制适应对象和环境的不确定性变化，以鲁棒方法镇定参数和干扰的微小影响。在此基础上，设计混合多模型自适应控制器，以切换机制减少暂态过程时间，以加权机制减少切换抖动，加入二阶段自适应机制，以保证全局收敛性提高控制精度，从而为快速、平滑、高精度地实现工作模式大范围突变的柔性生产过程控制提供有效的理论和方法，最终形成一种混合多模型自适应控制理论和技术，并以宝钢运行数据进行数值仿真研究，以宝钢厚板仿真实验平台进行实验仿真研究，以宝钢中试试验平台进行试验应用研究，以便在厚板过程中进行推广应用。

厚板生产过程柔性生产模式中常常出现工作点大范围突变、暂态过程时间长、控制精度低、切换频繁等问题，因此更好的处理这些问题对于提高产品的精度和质量有着重要的研究意义。首先，以分层递阶结构应对大范围工作模式突变，以多模型技术处理各层次工作模式突变，以自适应机制适应对象和环境的不确定性变化，以鲁棒控制方法镇定参数和干扰的微小影响。进一步，设计混合多模型自适应控制器，以切换机制减少暂态过程时间，以加权机制减少切换抖动。进而，加入二阶段自适应机制，以保证全局收敛性提高控制精度，从而为快速、平滑、高精度地实现工作模式大范围突变的柔性生产过程控制提供有效的理论和方法，最终形成一种混合多模型自适应控制理论和技术，并以宝钢运行数据进行数值仿真研究，以宝钢厚板仿真实验平台进行实验仿真研究，以宝钢中试试验平台进行试验应用研究，以便在厚板过程中进行推广应用。最后，基于宝钢厚板生产的应用，将该控制理论与技术应用到输电线路上。