激SCO冷轧工艺设备数学模型培训教材1、轧制过程计算机控制的基本概念为了使轧制过程稳定，并生产出厚度在公差范围内且具有良好板形及表面质量的产品，必须根据具体的轧制条件对轧机进行正确的调整（摆辊缝、调弯辊、调窜辊、调速度等），以及对过程实时的调节。在人工操作阶段，轧机的调整和过程的实时调节主要是凭经验进行的，由于轧制过程是非常复杂的物理过程，轧制条件和状态不断地发生变化，单凭经验操作不易达到上述要求，致使轧机的各项技术经济指标都比较低。从上世纪三十年代起，自动调节理论和技术迅速发展并逐步得以应用，采用的常规模拟式调节系统有速度调节系统（简称SC系统）、自动张力调节系统（简称ATC系统）、自动厚度调节系统（简称AGC系统）和自动位置调节系统（简称APC系统）等。这些自动调节系统可以对轧制过程进行有效的实时调节，从而在改善过程的稳定性，提高轧机的产量、质量指标，以及简化操作和减少事故等方面都取得了明显的效果。从六十年代开始采用计算机控制技术后，轧制技术获得了具有划时代意义的发展。因此计算机不仅可对生产过程进行更有效的调节和控制，而且还可加强管理，统盘调度生产，同时还可以采用现代控制技术（自适应控制和最优控制），发展新的轧制技术和新的生产方式等。计算机具有高速、准确的运算能力、庞大的存储记忆能力和准确的逻辑判断能力，在配置有完善的程序系统（管理程序和应用程序）的条件下，就可以完成人们所设计的各项工作。将计算机应用于轧制过程，由它按照预先制定的程序处理和加工有关的信息，对过程进行有效的监督、控制和管理，就是轧制过程的计算机控制。2、数学模型在计算机控制中的重要性计算机控制系统由计算机系统（硬件和软件）、调节系统和检测仪表所组成，各个系统的质量优劣都影响控制效果。实践证明，软件系统（主要指数学模型）是影响计算机控制效果的关键因素。通常，将描述生产过程某些内在规律的数学表达式（或表格）称作数学模型。根据被控制对象范围的不同，数学模型可以是一个单一的公式，如前滑模型、能耗模型和压力模型等，也可以是有机结合的一组公式，如设定模型。由于设定控制的精度主要取决于数学模型的预报精度，因此，数学模型在计算机控制系统中具有十分重要的地位。3、数学模型的分类数学模型有多种分类方法，根据其建立方法可分为：理论型根据实际过程的机理，即根据其内在规律通过理论解析方法建立的模型叫理论模型。这类模型在过程的机理比较清楚的条件下，容易考虑多种因素的影响，且其结构严谨，物理概念清晰。但它的结构通常比较复杂，计算工作量大，尤其在过程的机理尚不十分清楚时，往往要作多种假设，从而影响其精度，故在工程上较少使用。统计型这种模型完全是根据实际过程的统计规律建立的。通常，为了使模型的结构简单，只是考虑主要参数间的相关关系。因此，这类模型一般结构都比较简单，且能保证控制精度。尤其在过程比较复杂，机理又不十分清楚的条件下，建立这类模型最为适宜。但是，它具有较强的条件性，不便推广使用，特别是当生产条件经常变更时更为不便。理论――统计型利用理论模型的结构形式，并根据生产数据估计其中的参数建立的模型叫理论――统计型模型。它兼有理论型和统计型模型的优点，并可以有效地克服它们的缺点，故在工程上得到广泛采用。4、建立数学模型的基本方法和步骤确定最佳的试验方案和方法由于工程技术问题均具有很强的工艺性，因此除了少数试验不得不在试验室进行外，应特别重视生产性试验。确定合理的模型结构模型结构反映着实际过程的内在规律，对试验数据的拟合精度有着本质的影响。正确地确定模型结构，有赖于对实际过程规律的深刻掌握。为此应做出试验数据的散点图。确定模型中的最佳参数目前广泛采用基于最小二乘识别的回归分析方法来确定模型中的最佳参数。试验验证模型建立以后，能否与实际过程吻合，还需进行重复试验，确认后才能交付使用。同时，在使用过程中仍需根据实际的控制效果不断对模型进行校核和修正使之逐步完善。5、数学模型的任务计算一级的设定值（如轧制力、轧制道次、中间道次厚度、张力、最大轧...