资源描述：
J u n ．2 0 1 2 机床与液压 Hy d r o me c h a t r o n i c s E n g i n e e ri n g Vo 1 ． 4 0 N o ． 1 2 OO I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 - 3 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 1 2 ． 0 1 6 I n t e l l i g e nc e Fus i o n Ba s e d Co n t r o l S t r a t e g y f o r Hy dr a ul i c Pr e s s ur e Sy s t e m 0 f AGC HUANG W e i h ． WU Q i a n ．D e p a r t m e n t o fA u t o m a t i o n ， C h o n g q i n g I n d u s t r y P o l y t e c h n i c C o l l e g e ， C h o n g q i n g 4 0 1 1 2 0 ， C h i n a ； 2 ．S c h o o l o fC o m p u t e r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， C h o n g q i n g U n i v e i t y o fT e c h n o l o g y ， C h o n g q i n g4 0 0 0 5 4 ， C h i n a 1．I n t r o du c t i o n Ab s t r a c t Th e h y d r a u l i c AGC s y s t e m i s a v e r y i mp ort a n t p a r t o f mo d e m s t r i p a n d p l a t o mi l l ，t h e d y n a mi c a n d s t e a d y q u a l i t y o f c o n t r o l i s t h e k e y f a c t o r t o d i r e ctly in f l u e n c e t h e p r o d u c t q u a l i ty i n t h i s s y s t e m．A i me d a t t h e c o n t r o l p u z z l e r e s u l t e d f r o m n o n li n e a r ity，t i me la g ，u n c e rt a in ty a n d i n t e r f e r e n c e，t h is p a p e r p r o p o s e d a S O rt o f in t e ll i g e n c e f u s i o n b a s e d c o n t r o l s t r a t e g y f o r h y d r a u l ic AGe s y s t e m．I n t h i s p a p e r ，t h e in f l u e n c e f a cto r s o f t h e p a r a me t e r h a s b e e n c o mp r e h e n s iv e ly s t u d i e d，t h e c y b er n e t ic c h a r a cte r is t i c o f h y d r a u li c s y s t e m h a s b e e n t h o r o u g h ly d is c u s s e d， a n d t h e c o n t r o l s t r a t e g y o f s y s t e m a n d t h e a lg o r i t h m b a s e d o n i n t e l l i g e n c e f u s io n h a v e b e e n s t u d i e d a n d d e s ig n e d ．Un d e r t h e c o n d it i o n o f la b o r a t o r y，t h e c o mp r e h e n s i v e c o mp a r i s o n s h a v e b e e n ma d e b e t we e n t h e p r o p o s e d f u s i o n c o n t r o l s t r a t e g y a n d o t h e r d iffe r e n t c o n t r o l a l g o r it h m，an d t h e s imu - la t i o n r e s u lt s d emon s t r a t e t h a t t h e f u s i o n c o n t r o l s t r a t e g y is f a s t e r i n r e s p o n s e s p e e d，h i g h er i n c o n t roI p r e c i s io n a n d t h e r e is n o o v e r s h o o t a s c o mp a r e d t o t h e o t h e r c o n t r o l s t r a t e g i e s ．Th e r e - f o r e．t h e i n t e l l ige n c e f u s i o n b a s e d c o n t r o l s t r a t e g y i s a n a p p r o p r ia t e a n d f e a s i b le a p p r o a c h f o r t h e h y d r a u l ic AGC s y s t em． Ke y wor d sh y d r a u l ic AGC，f u s i o n b a s e d c o n t r o l s t r a t e g y，r o b u s t n e s s T h e h y d r a u l i c mi l l i s a mu h i v a r i a b l e s y s t e m． a n d i t s r o l l i n g p r o c e s s i s v e r y c o mp l e x ．B y me a n s o f e l e c t r o h y d r a u l i c s e r v o v a l v e ，t h e fl o w r a t e a n d p r e s ． s u r e o f h y d r a u l i c c y l i n d e r c o ul d b e r e g u l a t e d a n d t h e t r a v e l d i s t a n c e o f h y d r a u l i c c y l i n d e r c o u l d be c o n ． t r o l l e d i n u p w a r d a n d d o w n w a r d d i r e c t i o n ． T h e r e ． f o r e ，t h e g a p o f n i p r o l l c o u l d b e e a s i l y a d j u s t e d ． Th r o u g h a d j u s t i n g t h e d i s p l a c e m e n t o f h y d r a u l i c s c r e wd o w n a n d t h e r o l l i n g p r e s s u r e ，t h e t o l e r a n c e o f wall t h i c k n e s s f o r p l a t e s a n d b e l t ma t e r i als c o u l d b e c o n t r o l l e d．I n v i e w o f t h e c h ara c t e ris t i c i n s t r o n g C O U ． p i i n g a mo n g v a r i a b l e s ，n o n l i n e a r i t y ，u n c e r t a i n t y a n d R e c e i v e d2 0 1 20 41 2 HU ANG We i ．E - ma i l h u a n g w e i 0 51 0 01 1 2 6 ． c o rn s o o n ，i t i s d i ffic u l t t o b u i l d a c c u r a t e ma t h e ma t i c al mo de l o f t h i s s y s t e m． Th e r e f o r e， t h e s y s t e m e r r o r w o u l d b e mu c h l a r g e i f t h e r o u t i n e c o n t r o l me t h o d i s a d o p t e d ．E v e n i f u n d e r t h e c o n d i t i o n o f c o n s t a n t r o l l g a p r o l l i n g p r o c e s s ，i t c o u l d ma k e t h e t arg e t v a l u e o f o u t l e t t h i c k n e s s b e y o n d the a l l o w ab l e t o l e r a n c e d u e t o the v a r i ab l e r o l l i n g s pe e d，t h i c k n e s s o f be l t ma t e ria l s e n t r a n c e ，c o o l i n g a n d b i a s a d j u s t a b l e d e v i a t i o n a n d s o o n ．Ge n e r all y ，t h e r e are t h r e e k i n d s o f c o n t r o l ，i ． e ． ，r o l l g a p c o n t rol ，p r e s s u r e c o n t r o l a n d p r e s s u r e AGC c o n tro 1 ．T h e r o l l g a p c o n t r o l i s t h e b a s i c i n n e r rin g o f AGe c o n t r o l ，and t h e p r e s s u r e c o n tr o l i s t h e s e c o n d b a s i c i n n e r ri n g o f AGC c o n t r o 1 ．Th e y a r e a p - p l i e d t o a d j u s t the u p w ard mo v e me n t o f h y d r a u l i c c y l - i n d e r a n d ma k e t h e d e v i a t i o n t o b e z e ro b y d ri v i n g s e I v o v alv e o f d e v i a t i o n v alu e ．Ho we v e r ， t h e p r e s s u r e c o n t r o l i s ma i n l y u s e d for AGe c o n t r o l o f p r e s s u r e - t e n s i o n s p e e d a n d s o o n ． Th e pr e s s u r e AGe c o nt r o l 9 2 H y d r o m e c h a t r 0 n i c s E n g i n e e ri n g c a n e f f e c t i v e l y i n c r e a s e t he rig i d i t y o f r o l l i n g mi l l ， a n d ma k e t he e q ui v a l e n t r i g i d i t y o f r o l l i n g mi l l be muc h g r e a t e r t ha n t he n a t u r e r i g i d i t y o f r o l l i n g mi l 1 ． T h e r e f o r e，i t c o u l d ma k e t h e r o i l i n g mi l l p r o d u c e a c o ns t a n t o u t l e t t h i c k n e s s a n d o b t a i n t h e o p t i mal pe r ． f o r ma n c e o f r o l l i n g mi l 1 ．Th e c h a r a c t e ris t i c o f h y d r a u l i c s e r v o s y s t e m i s n o n l i n e a r i n p r e s s ur e，flo w r a t e， t h r e s ho l d，l a g，f r i c t i o n，s e r v o a mp l i fie r a n d s o o n ． I n a dd i t i o n． t h e l o a d o f a c t u a t o r a l wa y s r e s u l t s i n c h a n g e o f l o o p g a i n a n d h y d r a u l i c t a mp i n g，a n d i t ma k e s t h e c o n t r o l o f h y d r a u l i c AGC s y s t e m be c o me mo r e c o mp l e x．T he r e f o r e i t i s n e c e s s a r y t o s t ud y t h e c y be r n e t i c c h a r a c t e ris t i c o f c o n t r o l p r o c e s s i n h y d r a u l i c AGC s y s t e m b e f o r e t h e c o n t r o l pu z z l e i s c o mp r e - h e n s i v e l y d i s c us s e d． 2 ． Cy b e r n e t i c c ha r a c t e r i s t i c a n d c o nt r o l puz z l e Al o n g wi t h s p e e d y de v e l o p me n t o f s c i e n c e a n d t e c hn o l o g y，t h e h y d r a u l i c AGC i s u s e d t o r e p l a c e p o we r - d riv e n AGC d u e t o i t s s u p e r i o rit y o f f a s t r e - - s p o n s e s p e e d a n d h i g h c o n t r o l a c c u r a c y． S o f a r，i t h a s be c o me t h e fi r s t c h o i c e o f t e c hn o l o gy f o r ne w b ui l t r o l l i n g mi l l a n d d e s i r e d a l t e r n a t i v e f o r t h e r e for mi n g r o l l i n g mi l 1 ．T h e p r o d u c t i o n o f p l a t e s a n d b e l t ma t e r i a l s i s a t y p i c a l l y c o mp l e x p r o c e s s ， a n d i t i s h a r d t o ma k e a c c u r a t e ma t he ma tic al d e s c rip t i o n b e - c a u s e i t i s r e l a t e d a n d c o u p l e d b y ma n y v a ria b l e s s u c h a s n o n l i n e a r i t y， t i me v a r y i n g， r a n d o mn e s s ， f u z z i n e s s ， i n s t a b i l i t y a n d u n c e r t a i n t y ． G e n e r a l l y s p e a k i n g，t he c ha r a c t e ris t i c o f r o l l i n g p r o c e s s c o u l d b e s im p l y s u m m a ri z e d a s t h e f o ll o w s ① u n k n o w n ， t i me v a r y i n g，r a n do mn e s s t e r o f r o l l i n g p r o c e s s ， i n t i me l a g o f p r o c e s s e a r i t y o f wh o l e r o l l i n g ② a n d di s t rib u t i o n i n pa r a me u n k n o wn a n d t i me v a ryi n g p a r a m e t e r ， ③ s e ri o u s n o n l i n p r o c e s s ， ④ s t r o n g c o r r e l a t i v i t y a n d c o u p li n g a m o n g p r o c e s s p a r a m e t e r s ， ⑤ U n - k n o wn，d i v e r s i t y a n d r a n d o mn e s s i n e n v i r o n me n t d i s t u r b a n c e o f t h e r o l l i n g p r o c e s s ．Du e t o i t s c h a r a c t e r - i s t i c s me n t i o n e d a b o v e，i t i s d i ffic u l t t o c o n d u c t a n n o n l i ne a r i t i e s ，i t i s a l mo s t i mp o s s i b l e t o ma k e a n a D p r o p r i a t e ma t he ma t i c d e s c rip t i o n a n d c o n s t r u c t a n a a ． c u r a t e a n a l y t i c a l mo d e 1 ．Fu r t h e r mo r e．e v e n i f a c o m． p l i c a t e d ma t he ma t i c al mo d e l c o u l d b e o b t a i n e d．i t i s s t i l l d i f f i c u l t t o a p p l y i n a r e a l e n g i n e e rin g a p p l i c a - t i o n．T he r e f o r e．i t i s n e c e s s a r y t o e x p l o r e t h e c o n t r o l s t r a t e gy a nd c o r r e s p o n d i n g a l g o rit h m a n d i t b e c o me s a d i f f i c ul t p r o b l e m i n t h e c o n t r o l e n g i n e e rin g． 3．Co nt r o l s t r a t e g y a n d c o n t r o l mo de l 3． 1 ． I nt e l l i g e nc e f u s i o n b as e d c o nt r o l s t r a t e g y B y m e a n s o f r o u t i n e c o n t r o l s t r a t e gy i ． e ． ， P I Da n d m e t h o d o f m o d e m c o n t r o l t h e o ry， i t i s h a r d t o o b t a i n b e t t e r c o n t r o l q u a l i t y d u r i n g r o l l i n g p r o c e s s o f p l a t e s a n d b e l t ma t e ria l s f o r h y d r a u l i c mi l 1 ． The e x i s t e n t d i ffi c u hi e s c o u l d b e s umma riz e d a s t h e f o 1 ． 1 o w i n g fi v e a s p e c t s ① c o m p l e x i t y o f s y s t e m i n p a ． r a m e t e r a n d s t r u c t u r e ，② s e m i s t r u c t u r e d a n d n o n s t r u c t u r e d s y s t e m，③ h i g h n o n l i n e a ri t y a m o n g p a - r a m e t e r r e l a t i o n s ，④ u n c e r t a i n t y o f r o l l i n g p r o c e s s ， ⑧ r e l i a b i l i t y ．T h e e x i s t e n t p u z z l e o f c y b e rne t i c c h a r a e t e r i s t i c me n t i o n e d a b o v e c o u l d ma k e t h e r o l l i ng p r o c e s s c a n n o t b e e f f e c t i v e l y c o n t r o l l e d b y t h e c o n- v e n t i o n al c o n t r o l s t r a t e gy ，t h e r e f o r e i t i s n e c e s s a ry t o f urth e r s t u d y t h e c o n t r o l s t r a t e gy ． Al t h o u g h t h e r e e x i s t l o t s o f c o n t r o l s t r a t e g i e s t h a t a r e a v a i l a b l e t o b e c h o s e n，a l o t o f d i f fic u l t i e s ne e d t o be s o l v e d for t he r o l l i n g p r o c e s s ． Th e e x p e c o n t r o l s y s t e m i s b a s e d、 o n t he kn o wl e d g e．Be c a u s e i t i s d i ffi c u l t t o c o l l e c t a n d e x p r e s s t h e c h a r a c t e ris t i c i n f o rm a t i o n o f r o l l i n g p r o c e s s ， a n d t o b u i l d t h e ma t u rit y r e p o s i t o ry ，t h e e x p e c o n t r o l s y s t e rn i s a l s o d i mc u l t t o r e a l li z e t h e who l e c o n t r o l o f r o l l i n g p r o c e s s ．NN c o n t r o 1 n e e ds l o t s o f d e f i n i t e e x ． p e r i me n t s a mp l e s t o o b t a i n t h e w e i g h t t r a i n i n g ． D u e t o t h e i n fl u e n c e o f u n c e rta i n t y ，i t i s v e r y h a r d t o o b - t a i n t h e e x p e ri me n t al s a mp l e s f r o m t h e k n o wn e x p e ri e n c e a n d a f o r e h a n d e x p e rime n t ．I n v i e w o f t h e me t h - o d l i mi t a t i o n，i t i s als o d i ffic u l t t o g e n e r a l l y r e a l i z e e f f e c t i v e c o n t r o l d u ri n g r o l l i n g p roc e s s t h r o u g h c o n e f f e c t i v e c o n t ro1 ． v e n t i o n a l r o u t i n e c o n t r o l s t r a t e gy s u c h a s P I D．T h e c o n v e n t i o n a l c o n t r o l me t h o d i s b a s e d o n a n a c c u r a t e ma t h e ma t i c a 1 mo d e 1 ．a n d i t s c o n t r o l a l g o ri t h m i s t h e q u a n t i t a t i v e c o mp u t a t i o n u n d e r s t ri c t ma t h e ma t i c me a n i n g s ．Ho w e v e r ，s i n c e t h e r o i l i n g p r o c e s s i s v e r y c o mp l i c a t e d a n d i t i n v o l v e s s o me u n c e r t a i n t i e s a n d ca n ca m ， b y me a n s t h r o u g h T h e h o mi n i n e c o n t rol e x p e ri e n c e t h e s u mma ri z a t i o n a n d d e s c ri p t i o n o f h o mi n i n e l a n g u a g e f u z z y l a n g u a g e ， i t c a n b e d e p i c t e d t o b y me a n s o f f u z z y s e t i n f u z z y ma t h e - ma t i c s ，a n d als o i t c a n b e r e a l i z e d b y t h e s e n t e n c e o f “ I f c o n d i t i o n T h e n a c t i o n” ． Ho we v e r ． s i n c e t h e n u mb e r o f u n c e rta i n t y f a c t o r s i s t o o ma n y ，t h e f u z z y HUANG W e i ， e t a l I n t e l l i g e n c e F u s i o n Ba s e d Co n t r o l S t r a t e g y f o r Hy d r a u l i c Pr e s s ur e S y s t e m o f AGCHUANG W e i ， 93 c o nt r o l i s n o t a g o o d c h o i c e f o r t h e r o l l i n g p r o c e s s o f h y d r a u l i c mi l 1 ． I t i s wo r t h y t o p a y a t t e n t i o n t o t h e c h a r a c t e r i s t i c o f r o b u s t c o n t r o l l e r ． I t i s a l wa y s u s e d for t h a t wh e r e a s i t c o n t a i n s t h e u n c e rta i n t y f a c t o r i n t he p r o c e s s mo d e l ， b u t i t c o u l d s t i l l o b t a i n b e t t e r c o n t r o l p e r f o r ma n c e f o r c o n t r o l l e d s y s t e m．Th e r o b us t c o n t r o l e mp h a s i z e s t o r e s e a r c h o n r e l i a bi l i t y o f c o n t r o l a l g o rit h m i n d e s i g n me t h o d o f c o n t r o l l e r ． I t s de s i g n t a r g e t i s t o fin d t h a t t h e c o n t r o l s y s t e m mu s t a t l e a s t s a t i s f y p e r f o rm a n c e d e ma n d i n a c t u a l e n v i r o n me n t t o e n s u r e s e c u r i t y． On c e t h e c o n t r o l l e r d e s i g n i s c o n pl e t e d，i t s p a r a me t e r c a n n o t b e c ha ng e d，b u t i t c a n e ns u r e t h e s y s t e m pe r f o r ma n c e t o r e a c h t h e d e s i g n t a r g e t ． Fo r h y d r a u l i c mi l l ，i t s t a r g e t i s t o ma k e t h e r o l l i n g for p l a t e s a nd b e l t ma t e r i a l s ，a n d e ns ur e t h e t o l e r a n c e o f wa l l t h i c k n e s s o f p l a t e s a n d b e l t ma t e ria l s t o b e wi t h i n a l l o wa b l e r a ng e ．Th e b a s i c c h a r a c t e r i s t i c o f H S I C i ． e ． ， H u ma n S i mu l a t e d I n t e l l i g e n t C o n t r o 1 c a n s a t i s f y t h e d e ma n d o f r o b u s t c o n t r o l l e r ．T he c o n t r o l s t r a t e gy o f HS I C i s t o s i mu l a t e t h e c o n t r o l b e h a v - i 0 r o f c o n t r o l e x p e rt． T he r e f o r e．i t s c o n
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