人工神经网络在热轧生产线中的应用.pdfVIP

学兔兔 第l期 (总第170期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．1 2012年2月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION Feb． 文章编号：1672—6413(2012)01—0189-03 人工神经网络在热轧生产线中的应用 宋 璐 (山西太钢工程技术有限公司。山西 太原 030009) 摘要：人工神经网络是近年来迅速发展起来的一种新型信息处理手段。筒述了热轧生产线的工艺过程和主要 设备．分别介绍了神经网络在加热炉、厚度自动控制、层流冷却等热轧生产工艺中的应用。可以看出，神经 网络在热轧生产中发挥着重要的作用。 关键词=．神经网络；热轧；自动控制；模型 中图分类号：TG335．11：TP183 文献标识码：A 1 人工神经网络的发展 求解口]。 神经网络是基于大脑结构和功能而建立起来的信 2 热轧生产过程 息处理系统。早在 1943年，McCulloch和Pitts在已 热轧是钢厂一种重要的生产板带的加工方式，其 知的神经细胞生物学基础上，从信息处理角度出发， 工艺过程和主要设备如图1所示。热轧板带的生产过 提出了一种形似神经元的数学描述与结构方法，称为 程主要包括4个阶段： M—P模型。该模型用逻辑数学工具研究了客观事件 (1)加热：将连铸坯放人加热炉内加热至 在形式神经网络中的表述，开创了神经网络的科学理 l 200℃～1 300℃，坯料中的析出物溶解在基体内， 论研究。Hebb在 1949年提出了神经元之间突触的 坯料的氧化皮与钢坯表面结合力减小，便于清除。 连接强度可变的假设，建立了连接权训练算法，为人 (2)轧制：包括粗轧和精轧，将加热后的钢坯进 工神经网络的!学习算法奠定了基础。1960年，工程 行热变形，其目的是将钢坯轧制到生产要求的截面尺 师Widrow和Hoff设计了可以在计算机上仿真的人 寸和表面精度。 工神经网络，并将该设计运用在了硬件电路上，为现 (3)层流冷却：热输出辊道上设置的层流冷却系 今用超大规模集成电路实现神经计算机奠定了 统用于冷却成品带钢，其目的有二：一是进行控制冷 基础 。 却，通过控制冷却速度来改善带钢性能；二是将带钢 尤其要指出的是美国Hopfield教授，提出了具 温度降至适合进行卷取的程度。 有突破性的人 r神经网络模型，在神经网络中引入了 (4)卷取：利用卷取机，将钢板卷取成卷筒状， 能量函数的概念，给出了神经网络稳定性的判据。 以便于运输，同时调整钢板的组织和力学性能。 Hopfield网络模型的另一个特点是与电子电路存在明 显的对应关系，使其更加容易理解并且易于用集成电 路实现。此后，Rumelhart等人给出了适用于多层神 加热炉 粗轧 精轧 层流冷却 卷取机 经 网络 模型 的误 差反 向传播 (Error Back— 图 1 热轧生产线的工艺过程和主要设备 Propagation，BP)学习算法。BP算法能够将学习