【正文】
線性,并且很多參數(shù)之間存在相互耦合影響,所以在板形控制中經(jīng)常需要操作者手動干預(yù)。操作者的技能和知識對于穩(wěn)定的板形控制和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量都是非常重要的。為了把操作者的知識應(yīng)用到冷軋機(jī)的板形控制中,采用了模糊理論。在帶鋼冷軋中,各種因素(軋制力及彎輥力的不均勻性、軋輥的熱凸度、軋制速度、溫度場等)都影響帶鋼板形,冷軋過程又是動態(tài)且復(fù)雜的,在這個過程中很難考慮所有的因素,因此控制相對容易控制的主要因素,對于獲得好的控制結(jié)果是相當(dāng)有效的??刂戚斎胱兞渴菐т摍M斷面板形對稱部分的板形變形參數(shù);控制輸出變量是工作輥和中間輥彎輥力的變化量??刂谱兞康臏y量值為精確值,需要把精確量轉(zhuǎn)化為模糊量,這就是控制變量的模糊化過程。對于每種不規(guī)則板形,在控制輸入變量與輸出變量之間都開發(fā)了模糊控制規(guī)則。為了驗證所開發(fā)的模糊算法的合理性,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了仿真器。結(jié)果表明,采用這種方式進(jìn)行冷軋帶鋼板形控制有相當(dāng)有效的。(3)模糊邏輯的其它應(yīng)用[6,10]冷連軋機(jī)組中帶鋼板形控制系統(tǒng)的冷卻水分段控制,通過閥門的開關(guān)開啟控制噴射到軋輥輥面上的水量分布,從而達(dá)到控制軋輥溫度分布和熱凸度,進(jìn)而控制板形的目的。這種閥門開關(guān)水量軋輥溫度場熱凸度板形之間的關(guān)系,很難用數(shù)學(xué)模型來精確描述,采用模糊控制得到了很好的效果。模糊控制在軋制中應(yīng)用的另一個例子是線材軋制中的活套控制。線材精軋機(jī)前的活套調(diào)節(jié)是由人工調(diào)節(jié)精軋機(jī)速度給定電位器來完成的,這不僅給操作者增加了負(fù)擔(dān),還會產(chǎn)生操作失誤,出現(xiàn)局部拉鋼或堆鋼事故。為此,采用用FuzzyPI調(diào)節(jié)器來承擔(dān)調(diào)節(jié)的功能,實現(xiàn)了活套閉環(huán)控制。單獨使用一種智能工具其能力總是有限的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適于模擬人腦的記憶功能(形象思維),專家系統(tǒng)適于模擬人腦的分析判斷功能(邏輯思維),而傳感器用于模擬人的眼、耳等器官的信息收集功能。要全方位模擬人腦的功能,需要使用協(xié)同人工智能技術(shù)。協(xié)同人工智能(Synergetic Artificial Intelligence, 簡寫為SAI)技術(shù)是綜合運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、模糊邏輯等智具,全方位地模擬人類大腦功能的一種人工智能方法。協(xié)同人工智能思想吸收了模糊理論、專家系統(tǒng)、理論模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等原理和方法的精華,可以克服單一方法解決問題的片面性,各部分以相互協(xié)作而集成為一個整體來處理復(fù)雜的問題,能在復(fù)雜情況下求得問題最優(yōu)解[10]。[6,10]負(fù)荷分配是熱連軋過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它直接影響到生產(chǎn)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。利用協(xié)同人工智能的方法進(jìn)行熱軋帶鋼精軋機(jī)組負(fù)荷分配的基本思想是利用各種智能工具從已經(jīng)發(fā)生的軋制數(shù)據(jù)中挑選出負(fù)荷分配效果好的樣本,:①建立現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和歷史數(shù)據(jù)庫;②利用模糊聚類分析從海量數(shù)據(jù)庫中分別挑選出取得效果好的和差的負(fù)荷分配樣本;③用挑選出樣本訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),得到負(fù)荷分配對產(chǎn)品質(zhì)量影響的相關(guān)知識;④根據(jù)提取出的知識建立負(fù)荷分配原則;⑤基于上述規(guī)則開發(fā)熱軋帶鋼精軋機(jī)組負(fù)荷分配專家系統(tǒng)。采用該智能負(fù)荷分配系統(tǒng)對熱連軋典型規(guī)格產(chǎn)品(1300mm)進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)定,并對各機(jī)架的軋制力進(jìn)行校驗,結(jié)果表明該設(shè)定更為合理。智能技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了曲折的變化,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)在各個階段此消彼長,由于對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)孤立研究的局限性以及它們的特性的互補(bǔ),使它們的結(jié)合成為必然,為智能的發(fā)展及應(yīng)用提供了一條可供探索的途徑。隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、模式識別、信息科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和模糊邏輯等有關(guān)理論的進(jìn)展,由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和智能專家系統(tǒng)形成的綜合智能系統(tǒng)定會得到進(jìn)一步的發(fā)展。人工智能在軋制過程中的應(yīng)用已經(jīng)對軋制技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的推動作用。由此引起軋制過程控制與操作的巨大變化,為軋制理論和技術(shù)發(fā)展樹立一個新的里程碑。目前智能化材料成形技術(shù)仍在發(fā)展之中,預(yù)計今后一段時間內(nèi)較為重要的幾個方面有:(1) 智能化在線信息處理,充分利用在線采集的大量信息提取知識,優(yōu)化材料生產(chǎn)過程;(2) 協(xié)同智能技術(shù),綜合利用多種智能工具,全方位模擬人腦,替代操作控制環(huán)節(jié)中的腦力勞動;(3) 數(shù)值模擬與智能優(yōu)化的結(jié)合,加強(qiáng)深層知識在智能優(yōu)化系統(tǒng)中的作用;(4) 在更加廣泛的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型與人工智能的結(jié)合,發(fā)揮各自的長處,提高控制系統(tǒng)的精度,改善系統(tǒng)品質(zhì)。在材料成形過程中推廣應(yīng)用智能技術(shù)是利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的典型范例,利用人工智能來取代人的部分腦力勞動體現(xiàn)了現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)[1] 王永慶. 人工智能原理與方法. 西安: 西安交通大學(xué)出版社,[2] 王萬森.人工智能原理及其應(yīng)用.北京: 電子工業(yè)出版社,[3] 蔡自興,徐光祐.人工智能及其應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社,[4] 田盛豐,黃厚寬.人工智能與知識工程.北京:中國鐵道出版社,1999[5] 尹朝慶,尹皓.人工智能與專家系統(tǒng).北京:中國水利水電出版社,2002[6] 王國棟,劉相化.金屬軋制過程人工智能優(yōu)化.北京: 冶金工業(yè)出版社,[7] 趙志業(yè).金屬塑性變形與軋制理論.北京: 冶金工業(yè)出版社,[8] 王國棟,劉相華,姜正義,等.人工智能在軋制中的應(yīng)用(一).軋鋼,1996,No.3:36~38[9] 王國棟,劉相華,姜正義,等.人工智能在軋制中的應(yīng)用(二).軋鋼,1996,No.4:41~43[10] 劉相華,王國棟.人工智能技術(shù)在材料成形中應(yīng)用的進(jìn)展.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2000,32(5):86~89[11] 許營.專家系統(tǒng)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用.鞍鋼技術(shù),1998,No.4:32~39[12] 畢學(xué)工.人工智能和專家系統(tǒng)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用.武漢鋼鐵學(xué)院學(xué)報,1995,18(2):146~155[13] 吳龍翔,楊覺先,鹿守理. 工字鋼孔型設(shè)計專家系統(tǒng)的研究. 軋鋼,1995(3):2~5[14] 徐福昌,王有銘,余偉,等.熱軋鋼材組織與性能預(yù)測及控制專家系統(tǒng).鋼鐵,1995,30(6):39~42[15] Yoshihiro JIMICHI.An Expert System of Automatic Slab Assignment for Hot Strip Mill.ISIJ International ,1990,30(2):155~160[16] Shinji SASAKA.Fully Automated Bar Mill Pacing Control System Incorporating Artificial International,1990,30(2):161~166[17] 孫雷劍,牛濟(jì)泰,孟慶昌.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的微合金鋼熱軋奧氏體晶粒尺寸及流變應(yīng)力模型的研究.材料科學(xué)與工藝,2000, 8(4):16~21[18] 賈春玉.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊推理的智能厚度控制.鋼鐵研究學(xué)報,2001,13(2):50~53[19] 呂程,王國棟,劉相華,谷立軍.利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測熱連軋精軋機(jī)組帶鋼寬度變化.上海金屬,1998,20(4):36~39[20] 王秀梅,王國棟,劉相華.綜合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在熱連軋機(jī)組軋制壓力預(yù)報中的應(yīng)用.鋼鐵研究學(xué)報,1998,10(4):72~75[21] 牛濟(jì)泰,孫雷劍,李海濤,等.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的微合金鋼熱軋奧氏體晶粒尺寸模型的研究.材料科學(xué)與工藝,1999,7(1):12~16[22] Tang Y S, Wang T C. 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