[发明专利]一种基于动态矩阵控制器的热连轧活套系统控制方法

权利要求书

1.一种基于动态矩阵控制器的热连轧活套系统控制方法，其特征在于，包括如下：

1)建立活套系统的双输入双输出耦合传递函数模型；

2)将双输入双输出的耦合传递函数模型分解为两个双输入单输出系统，并将其离散化；

3)采用动态矩阵控制算法设计活套系统的控制器，通过选择合适的二次型性能指标函数，实现对活套高度与带钢张力的协同优化控制。

2.如权利要求1所述的一种基于动态矩阵控制器的热连轧活套系统控制方法，其特征在于，步骤1)中，根据热连轧活套系统的结构，通过对对活套系统动态耦合过程的分析，建立活套系统的双输入双输出耦合传递函数模型：

式中，s为拉普拉斯算子，ΔM(s),Δv(s)为系统输入,分别为电机输出力矩变化量和轧辊线速度变化量；Δθ(s),Δσ(s)为系统输出，分别为活套角度变化量和带钢张力变化量；G_Mσ(s)、G_vσ(s)、G_Mθ(s)与G_vθ(s)为输入输出耦合传递函数。

3.如权利要求2所述的一种基于动态矩阵控制器的热连轧活套系统控制方法，其特征在于，步骤2)中，所述两个双输入单输出系统，即：

Δθ(s)＝G_vθ(s)Δv(s)+G_Mθ(s)ΔM(s)

Δσ(s)＝G_vσ(s)Δv(s)+G_Mσ(s)ΔM(s)。

4.如权利要求3所述的一种基于动态矩阵控制器的热连轧活套系统控制方法，其特征在于，步骤2)中，所述离散化，具体为：

分别进行轧辊线速度v对活套角度θ与带钢张力σ的阶跃响应测试，获得轧辊线速度v对活套角度θ与带钢张力σ的阶跃响应动态矩阵输出初始动态矩阵

分别进行活套电机输出力矩M对活套角度θ与带钢张力σ的阶跃响应测试，获得活套电机输出力矩M对活套角度θ与带钢张力σ的阶跃响应动态矩阵输出初始动态矩阵

5.如权利要求2所述的一种基于动态矩阵控制器的热连轧活套系统控制方法，其特征在于，步骤3)中具体包括如下：

3.1)根据动态矩阵算法，建立活套高度控制闭环的预测输出角度值与活套张力控制闭环的预测输出张力值的表达式；

3.2)根据3.1)的表达式，分别定义k时刻高度控制闭环优化性能指标J_θ(k),及定义k时刻张力控制闭环优化性能指标J_σ(k)；

3.3)求3.2)中的性能指标的最小值，通过极值必要条件获得满足性能指标的最优速度控制增量序列与最优力矩控制增量序列；

3.4)对3.3)得到的序列进行矩阵求逆，分别得到高度闭环与张力闭环的动态矩阵控制器控制律。