《基於多智慧型體的連續軋制過程智慧型控制方法的研究》是依託東北大學，由劉建昌擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於多智慧型體的連續軋制過程智慧型控制方法的研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：劉建昌
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
板帶材連續軋制是典型複雜的多變數多目標系統，日益呈現出複雜化、大型化、強耦合的特點，缺少分解-協調相關框架和理論支持，將連續軋制等複雜工業過程作為一個整體對控制系統的設計愈加困難。為最佳化控制系統設計，提高產品質量和控制系統的綜合性能指標，以連續軋制過程為研究背景，對控制系統進行功能分解，模組分割，基於多智慧型體理論，設計適合過程控制實時性特點的智慧型體內部結構，並進行單智慧型體映射與建模；採用層次遞階和分散式相結合的異構混合體系結構，建立針對連續軋制過程的多智慧型體控制系統，並設計具有學習和容錯能力，基於強化學習自協調的協作協調機制；通過開發仿真系統，搭建測試平台，進行仿真實驗，基於綜合最佳化性能指標，對連續軋制過程多智慧型體控制系統不斷改進、最佳化和完善。最後，實現控制系統的最佳化設計，並形成基於多智慧型體的連續軋制過程智慧型控制方法，為多智慧型體理論在複雜工業過程控制中的套用提供理論支持和方法參考。
結題摘要
本項目為最佳化控制系統設計，提高產品質量和控制系統的綜合性能指標，以連續軋制過程為研究背景，對控制系統進行功能分解，基於多智慧型體理論，實現控制系統的最佳化設計，並形成基於多智慧型體的連續軋制過程智慧型控制方法。通過對寶鋼、本鋼等典型連軋生產線進行充分的企業現場調研，收集到大量的過程數據和目前自動化系統的套用情況，總結和提煉出典型連續軋制控制系統。分別針對冷連軋和熱連軋的自動化控制系統，按照控制功能和設備分布進行控制模組分解，基於多智慧型體理論進行單智慧型體映射與建模，分別對每一個子模組進行映射、建模和封裝，對於功能相同或相似的控制子模組，利用智慧型體借用或重構，設計適合連續軋制過程的單智慧型體結構，構建和封裝單智慧型體模型。依據實際連續軋制過程的工藝要求和功能，採用分層遞階結構和分散式結構的混合控制體系結構，組織各個單智慧型體，建立起面向連續軋制過程的多智慧型體控制系統。基於連續軋制過程中行為和參數之間的相互影響程度和相互約束條件，以及智慧型體之間解耦或補償的期望要求，採用強化學習的多智慧型體協作協調機制，建立適用於連續軋制過程控制並具有自學習能力的協作協調機制，避免了BDI模型速度慢和協商協作模型很難滿足實時和全局控制系統的要求。綜合考慮控制系統中每個性能指標對綜合最佳化性能指標的不同影響程度，以權重來表征各性能指標的重要程度，並考慮隨產品的用途和軋機最佳化的偏好不同而動態改變各性能指標的重要程度，設計系統的動態綜合最佳化性能指標，解決了各個控制系統獨立運行情況下，產品的性能指標顧此失彼的弊端，達到總體滿意的綜合控制效果。在實驗室連續軋制過程半實物仿真系統對象模型的基礎上，依照所設計多智慧型體控制系統的體系結構，將映射和封裝的若干智慧型體組織起來，開發了連續軋制過程多智慧型體智慧型控制的仿真實驗平台。基於以上研究成果，在國際雜誌及重要國際會議上發表論文19篇、在國內雜誌及國內重要會議上發表論文21篇。其中被SCI收錄5篇，EI收錄36篇，ISTP收錄3篇。申報國家發明專利2項，其中已經授權1項。參加國內外（含香港地區）學術會議和學術交流16人次。通過該項目的研究，在國家自然科學基金委的資助下，培養中青年骨幹教師1名；培養研究生9名，其中，博士研究生5名，碩士研究生4名；建立基於連續軋制半實物仿真實驗平台，開發出多智慧型體控制系統設計測試平台一套，收集和整理現場測試數據超過1000GB。
