Adaptive fuzzy control design for the molten steel level in a strip casting process

Diseño de control difuso adaptativo para el nivel de acero fundido en un proceso de fundición en banda

Este trabajo estudia el problema del control adaptativo difuso del nivel de acero fundido para una clase de sistemas de fundición de banda de doble rodillo. Basado en sistemas de lógica difusa (FLSs) y el teorema del valor medio, se diseña efectivamente un novedoso controlador adaptativo de seguimiento con leyes de actualización de parámetros. Se demuestra que todas las señales de lazo cerrado están uniformemente acotadas y que los errores de seguimiento del sistema pueden converger asintóticamente a cero mediante el análisis de estabilidad de Lyapunov. Se proporcionan resultados de simulación del modelo dinámico y parámetros del sistema semi-experimental para demostrar la validez del enfoque de diseño difuso adaptativo propuesto.

INTRODUCCIÓN

Debido al rápido desarrollo de la industria de maquinaria, la demanda de flejes finos de acero que combinan dos procesos de colada continua y laminación en caliente en una sola producción ha recibido una amplia atención en los últimos años. En consecuencia, puede aportar muchas ventajas, como un menor coste de inversión, ahorro de energía, menos requisitos de espacio, etc. Para la técnica de colada continua, se han investigado con éxito muchos métodos de control [1-3]. En [4], se propuso un esquema de control adaptativo de red neuronal para el control del nivel de acero fundido en procesos de colada continua basados en la técnica de modo deslizante. Utilizando el método de perturbación, en [5] se diseñó un algoritmo de control de desacoplamiento para obtener un espesor de chapa uniforme y mantener constante la fuerza de separación de los rodillos en el proceso de colada de bandas.

Como es bien sabido, el modelo del sistema de colada de banda de doble rodillo es no lineal, y el proceso de diseño de su controlador es muy difícil. Mientras tanto, algunas estrategias robustas de control de seguimiento difuso [6,7] han sido desarrolladas para una clase de sistemas no lineales. En [8], el problema de control de seguimiento asintótico fue considerado para una clase de sistemas no lineales con actuadores no lineales introduciendo leyes adaptativas aproximadas con funciones variables en el tiempo integrables positivas. Sobre la base de esto, los autores en [9] estudiaron más a fondo el problema de la restricción de saturación del actuador del control de seguimiento difuso adaptativo para una clase de sistemas no lineales inciertos con retardo en el tiempo. Especialmente, inspirado en [9], utilizando la técnica de aproximación difusa y el teorema de la función implícita, en este trabajo se diseña un novedoso controlador difuso de seguimiento con leyes de adaptación para el nivel de acero fundido en el proceso de colada de banda de doble rodillo. Además, se demuestra que la señal de estado del nivel de acero fundido puede converger asintóticamente a la señal de referencia deseada mediante el análisis de estabilidad de Lyapunov.

MODELO DE SISTEMA DEL PROCESO DE COLADA EN BANDA

Ecuación del nivel de molt en metal