新型模糊控制策略在带钢纠偏控制系统中的应用
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输人量 ， 其模 糊 语 言 变 量 分 别 为 Ｅ 及 Ｅ 。 经 归 一 模 糊 化 、 致 Ｃ 细 化 、 则 决 策 以 及 数 学 插 值 等 步 骤 处 理 之 后 ， 算 出 模 糊 控 制 量 规 计
图中 ， ｂ 对应 带钢“ 中” 的输 出电压值 ， 信 号处理 为 对 时 ｂ为
智 能 控 制 技 术
ｎｅ ｌ ｅ ｔＣｏ ｔ ｌ ｅ ｈ ｉｕ ｓ ｔｌｑ ｎ ｎｒ ｃ ｎｑ ｅ ｉ ｏ Ｔ
《 气自 化＞ １年 ３ 第２ 电 动 ） １ 第３ 卷 ２ ０ 期
新 型 模 糊 控 制 策 略在 带 钢 纠偏 控 制 系统 中 的 应 用
钱斐 斐wenku.baidu.com张 秀 彬
（ 海交通大 学 上
电 气 工 程 系 ，上 海
２０４ ） ０２ ０
摘
要 ：详细 阐述 了一种新型模糊控制策略的原理 ， 并将其应 用到带钢纠偏控制 系统 中， 通过仿 真和实测 证明 了这种 模糊控制 策略在
带 钢 纠 偏 系 统 中的 有 效 性 。
关 键 词 ：模 糊 控 制
带钢纠偏
数 学 插 值
［ 图 分类 号］ Ｔ ２ ３＋． ［ 中 Ｐ７ ４ 文献 标 识 码 ］Ａ ［ 章 编 号 ］ １０ —８ ６ ２ １ ）２０ ２ － 文 ００３ ８ （０ １ ０ －０ ３ ２ ０
Ａｐ ｌ ｔ ｎ ｏ ｗ ｔ ｔ ｇ ｆＦ ｚ ｙ Ｃｏ ｔ ｌ ｎ Ｂ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ ｉｅ Ｃｏ ｔ ｌ ｙ ｔ ｍ ｐｉ ｉ ｆａ Ｎｅ Ｓ ｒ ｅ ｙ ｏ ｕ ｚ ｎ ｒ ａ ｄ Ｓ ｅ ｌ ｃｏ ａ ｏ ｉ Ｃｏ ｒ ｔ ｎｒ ｓｅ ｅ ｖ ｏ Ｓ
Ａｂｓ ｒ ｔ ：Ｉ ｈｉ ａ ｒ，ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐｌ ｆａｎｅ ｓｒ ｔ ｇ ｆｆ ｚ ｙｃ ｎｔｏ ｓｄ ｓ ｒｂ ｄ ｉ ｅａ ｌ ｎｄ ｉ ｗａ ｐ ｌｅ ｎ ｂ ｎｄ ｓｅ ｌｃ ｒｅ ｔｖ ｏ ｔｏ ｔａｃ ｎ ｔ ｓ ｐ ｐｅ ｈ ｒｎ ｉ ｅ ｏ ｗ ｔａ ｅ ｙ ｏ ｕ ｚ ｏ ｒ ｌｉ ｅ ｃｉ ｅ ｎ ｄ ｔｉ ，ａ ｔ ｓａ ｐ ｉｄ ｉ ａ ｔｅ ｏ ｒ ｃｉｅ ｃ ｎ ｒｌ ｓ ｓｅ ｙ ｔ ｍ． Ｆｉ ａｌ ｎ ｌｙ，ｔ ｅ ｅｆ ｃｉ ｅ ｅ ｓ ｏ ｈ ｓｔ ｏｙ ｈ ｖ ｅ ｒ ｖ ｄ ｔ ｒ ｕｇ ｉ ｌ ｔｏ ｎ ａ ｕｒｍ ｅ ． ｈ ｆｅ ｔｖ ｎ ｓ ｆｔ ｉ ｈｅ ｒ ａ ｅ ｂｅ ｎ ｐ ｏ ｅ ｈ ｏ ｈ ｓｍｕ ａｉｎ ａ ｄ ｍｅ ｓ ｅ ｎｔ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ ｆｚ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌ ｂａ ｔｅ ｏｒｅ ｔｖ ｍａ ｈ ｍａ ｉａ ｎ ｅ ｐ ｌ ｔ ｎ ｙ ｒ ：ｕ ｚ ｏ ｔｏ ｎｄ ｓｅ ｌｃ ｒ ｃ ｉｅ ｔ ｅ ｔｃ ｌｉｔ ｒ ｏ ａｉ ｏ
一
Ｕ 对 Ｕ 进行清 晰化 后得到所需的连续控制量 “ 将控制量 Ｕ转 ， ， 化为 ０～５ Ｖ的 直 流 电压 ， 电 压 即 为调 节 伺 服 电机 所 需 的 控 此
制量 。
１ １ 归 一模糊 化 处理 ．
归 一 化 处 理 的 目的 是将 偏 差 ｅ和 偏 差 变 化 率 ｅ 经 转 换 后 都 ｃ
Ｑａ ｅ￣ Ｚ ａ ｇＸ ｕ ｉ ｉｎＦ ｉ ｉ ｈ ｎ ｉｂｎ
（ ｅａｔ ｅｔｆＥｅｔｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ａ ｇ ａ ｆａ ｔ ｇ Ｕ ｉ ｒ ｔ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ０ ｈｎ ） Ｄ ｐ ｒ ｎ ｌ ｒ ａ ｇｎｅ ｎ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ｏ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ４ ，Ｃ ｉａ ｍ ｏ ｃｉ Ｅ ｉ ｉ ｏ ｅｉ ２
Ｏ 前 言
在冷轧带钢 的生产线上 ， 由于受带 钢断 面不 均匀 、 钢张 力 带
波动 、 辊组 偏 差 和 振 动 等 因 素 影 响 ， 必 会 造 成 带 钢 纵 向 偏 离 中 势 心线 ， 导致 轧 制 中造 成 残 次 品 。 因 此 ， 轧 带 钢 纠 偏 控 制 是 连 续 冷 生 产 线 上 不 可 缺少 的 一 个 重 要 技 术 环 节 。
程 的 偏 差 问
题 ， 须 通 过 必 “ 中 纠 偏 控 对 图 １ 控 制 系统 基 本 框 架
图 ２ 模 糊 控 制 系统 总 体 结 构 图
制 系 统 ” 以 予
解决。考虑带钢传送速度及其在 传送过程的抖动 等约束条 件 ， 本
控制系统基本组成 如图 １ 示。 所
将传感器 电压偏差 ｅ偏差变化率 ｅ 作为模糊控 制器 的两个 、 ｃ
定 义在 ［～１１ 区间 。对 于偏 差 ｅ ，］ 和偏 差变化 率 ｅ ， ｃ 先选 定他们
的 单 位 尺 度 分 别 为 Ｐ 和 Ｐ 则 有 …
要 解 决 带 钢 收 卷 过
方 法 中存 在 的 问 题 ， 文 引 入 了 一 种 新 型 的 模 糊 控 制 策 略 ， 够 本 能
有效 克服传统 控制方法存在 的问题 。
１ 新 型 模 糊 控 制 策 略
本 文 所 提 出 的 模 糊 控 制 系统 总 体 结 构 如 图 ２所 示
器的输出 电压值 ， ｕ为驱 动信 号 、 为 驱动 器输 出力 矩 。执 行机
构 包 括 ： 偏 辊 筒 、 筒 轴 向 滑槽 、 力 放 大 器 和 推 拉 杆 。 纠 辊 液 钢 材 卷 取 运 行 过 程 中 ， 个 电磁 式 传 感 器 实 时 地 将 钢 材 的位 两 置偏 差 转 化 为 传 感 器 电 压 差 △ ， 两 个 传 感 器 分 别 测 量 得 到 的 ６即 电 压 之 差 ， 钢 纵 向 中 心 线 与 参 考 中心 线 重 合 时 ， 为 位 置 对 中 ， 带 认 不 需 纠偏 ， 时 检 测 到 电 压 差 为 零 。 带 钢 跑 偏 时 ， 压 差 Ａ ＝ｂ 此 电 ｂ 。
图中 ， ｂ 对应 带钢“ 中” 的输 出电压值 ， 信 号处理 为 对 时 ｂ为
智 能 控 制 技 术
ｎｅ ｌ ｅ ｔＣｏ ｔ ｌ ｅ ｈ ｉｕ ｓ ｔｌｑ ｎ ｎｒ ｃ ｎｑ ｅ ｉ ｏ Ｔ
《 气自 化＞ １年 ３ 第２ 电 动 ） １ 第３ 卷 ２ ０ 期
新 型 模 糊 控 制 策 略在 带 钢 纠偏 控 制 系统 中 的 应 用
钱斐 斐wenku.baidu.com张 秀 彬
（ 海交通大 学 上
电 气 工 程 系 ，上 海
２０４ ） ０２ ０
摘
要 ：详细 阐述 了一种新型模糊控制策略的原理 ， 并将其应 用到带钢纠偏控制 系统 中， 通过仿 真和实测 证明 了这种 模糊控制 策略在
带 钢 纠 偏 系 统 中的 有 效 性 。
关 键 词 ：模 糊 控 制
带钢纠偏
数 学 插 值
［ 图 分类 号］ Ｔ ２ ３＋． ［ 中 Ｐ７ ４ 文献 标 识 码 ］Ａ ［ 章 编 号 ］ １０ —８ ６ ２ １ ）２０ ２ － 文 ００３ ８ （０ １ ０ －０ ３ ２ ０
Ａｐ ｌ ｔ ｎ ｏ ｗ ｔ ｔ ｇ ｆＦ ｚ ｙ Ｃｏ ｔ ｌ ｎ Ｂ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ ｉｅ Ｃｏ ｔ ｌ ｙ ｔ ｍ ｐｉ ｉ ｆａ Ｎｅ Ｓ ｒ ｅ ｙ ｏ ｕ ｚ ｎ ｒ ａ ｄ Ｓ ｅ ｌ ｃｏ ａ ｏ ｉ Ｃｏ ｒ ｔ ｎｒ ｓｅ ｅ ｖ ｏ Ｓ
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一
Ｕ 对 Ｕ 进行清 晰化 后得到所需的连续控制量 “ 将控制量 Ｕ转 ， ， 化为 ０～５ Ｖ的 直 流 电压 ， 电 压 即 为调 节 伺 服 电机 所 需 的 控 此
制量 。
１ １ 归 一模糊 化 处理 ．
归 一 化 处 理 的 目的 是将 偏 差 ｅ和 偏 差 变 化 率 ｅ 经 转 换 后 都 ｃ
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（ ｅａｔ ｅｔｆＥｅｔｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ａ ｇ ａ ｆａ ｔ ｇ Ｕ ｉ ｒ ｔ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ０ ｈｎ ） Ｄ ｐ ｒ ｎ ｌ ｒ ａ ｇｎｅ ｎ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ｏ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ４ ，Ｃ ｉａ ｍ ｏ ｃｉ Ｅ ｉ ｉ ｏ ｅｉ ２
Ｏ 前 言
在冷轧带钢 的生产线上 ， 由于受带 钢断 面不 均匀 、 钢张 力 带
波动 、 辊组 偏 差 和 振 动 等 因 素 影 响 ， 必 会 造 成 带 钢 纵 向 偏 离 中 势 心线 ， 导致 轧 制 中造 成 残 次 品 。 因 此 ， 轧 带 钢 纠 偏 控 制 是 连 续 冷 生 产 线 上 不 可 缺少 的 一 个 重 要 技 术 环 节 。
程 的 偏 差 问
题 ， 须 通 过 必 “ 中 纠 偏 控 对 图 １ 控 制 系统 基 本 框 架
图 ２ 模 糊 控 制 系统 总 体 结 构 图
制 系 统 ” 以 予
解决。考虑带钢传送速度及其在 传送过程的抖动 等约束条 件 ， 本
控制系统基本组成 如图 １ 示。 所
将传感器 电压偏差 ｅ偏差变化率 ｅ 作为模糊控 制器 的两个 、 ｃ
定 义在 ［～１１ 区间 。对 于偏 差 ｅ ，］ 和偏 差变化 率 ｅ ， ｃ 先选 定他们
的 单 位 尺 度 分 别 为 Ｐ 和 Ｐ 则 有 …
要 解 决 带 钢 收 卷 过
方 法 中存 在 的 问 题 ， 文 引 入 了 一 种 新 型 的 模 糊 控 制 策 略 ， 够 本 能
有效 克服传统 控制方法存在 的问题 。
１ 新 型 模 糊 控 制 策 略
本 文 所 提 出 的 模 糊 控 制 系统 总 体 结 构 如 图 ２所 示
器的输出 电压值 ， ｕ为驱 动信 号 、 为 驱动 器输 出力 矩 。执 行机
构 包 括 ： 偏 辊 筒 、 筒 轴 向 滑槽 、 力 放 大 器 和 推 拉 杆 。 纠 辊 液 钢 材 卷 取 运 行 过 程 中 ， 个 电磁 式 传 感 器 实 时 地 将 钢 材 的位 两 置偏 差 转 化 为 传 感 器 电 压 差 △ ， 两 个 传 感 器 分 别 测 量 得 到 的 ６即 电 压 之 差 ， 钢 纵 向 中 心 线 与 参 考 中心 线 重 合 时 ， 为 位 置 对 中 ， 带 认 不 需 纠偏 ， 时 检 测 到 电 压 差 为 零 。 带 钢 跑 偏 时 ， 压 差 Ａ ＝ｂ 此 电 ｂ 。