第3卷第2期 智能系统学报 Vol.3 Na 2 2008年4月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Apr.2008 Multi-Agent的连续轧制过程控制系统研究 谭树彬2刘建昌 (1.东北大学流程工业综合自动化教育部重点实验室，辽宁沈阳110004：2.东北大学信息科学与工程学院，辽宁 沈阳110004) 摘要：结合带钢连续轧制过程控制系统的特点，提出基于多智能体理论的控制方法.将多智能体理论应用于连续轧 制过程的控制之中给出了基于多智能体轧制过程的控制系统架构，并对多智能体控制系统的划分机制、协调机制和模 型结构等关键问题进行了分析和研究提出一套基于多智能体的带钢连续轧制过程控制系统的全新控制结构.该系统 有利于建立轧制流程的广义集成模型，消除控制系统之间的耦合关系，实现连续轧制生产的高度自动化和智能化. 关键词：多智能体：带钢轧制流程：控制系统 中图分类号：TP273.5文献标识码：A文章编号：16734785(2008)02-015005 Research On multi Agent based control system for continuous rolling process TAN Shu-bin'2LIU Jian-chang? (1.Ministry of Education Key Laboratory of Integrated Automation of Process Industry,Northeastern University,Shenyang 110004,China;2.College of Information Science and Engineering,Northeastern University,Shenyang 110004,China) Abstract:This paper describes a multi-Agent control system for a strip rolling process.In order to realize distributed intelligent control of the system,multi-Agent theory was applied after analyzing the character- istics and structure of its control system.Then a control strategy based on multi-Agent interaction was de- signed.Finally,the partition method,the coordination mechanism,and the model structure of the multi- Agent control system for the strip rolling process were analyzed.The paper concludes with a new control structure and system for strip rolling processes,which help to build up the generally integrated model,to eliminate the coupling among control systems,and to realize the more intelligentized control. Keywords:multi-Agent;strip rolling process;control system 国外，在罗克韦尔自动化、西门子三菱。日立、 交通控制、虚拟现实等领域有成功的应用o!,这为 奥钢联等公司的轧制流程控制系统中，己经不拘泥复杂流程工业生产线的优化设计和先进控制提供了 于工业网络、现场总线这种形式上的变化，而是在控 坚实的理论支持和实践基础，为将来多智能体控制 制系统结构、集成策略上，都在探索采用更为先进的 技术和方法在连续轧制流程及其他复杂流程工业生 控制方法】.而多智能体系统是当今人工智能中的 产中的实现和应用提供了理论参考和方法支持，遗 前沿研究方向之一，是分布式人工智能研究的一个 憾的是，同其他领域相比，在与人工智能理论有着天 重要分支，其目标是将大的复杂系统（软硬件系统） 然联系的复杂流程自动控制领域，多智能体理论、技 建造成小的、彼此相互通讯及协调的、易于管理的多 术与控制理论的结合和应用还仅仅处于理论研究和 智能体机制系统！因此，多智能体理论在分布式 探索阶段」 环境中有着极为广阔的应用前景，并在智能机器人、 在板带材连续轧制流程的同一机架的厚度控制 系统中，为了保证带钢的厚度控制精度，需要同时采 收稿日期：2007-01-17. 用多种厚度自动控制方法，比如前馈式厚度控制、监 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(200601450 25);辽宁省自然科学基金资助项目(20052033). 控式厚度控制、张力式厚度控制、金属秒流量厚度控 通讯作者：谭树彬.E-mail:tshubin@63.com 制、轧制力厚度控制等方法.同时，还需要轧辊偏心 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net第 3 卷第 2 期 智 能 系 统 学 报 Vol. 3 №. 2 2008 年 4 月 CAA I Transactions on Intelligent Systems Apr. 2008 Multi2Agent 的连续轧制过程控制系统研究 谭树彬1 ,2 ,刘建昌2 (1. 东北大学 流程工业综合自动化教育部重点实验室 ,辽宁 沈阳 110004 ;2. 东北大学 信息科学与工程学院 ,辽宁 沈阳 110004) 摘 要 :结合带钢连续轧制过程控制系统的特点 ,提出基于多智能体理论的控制方法. 将多智能体理论应用于连续轧 制过程的控制之中 ,给出了基于多智能体轧制过程的控制系统架构 ,并对多智能体控制系统的划分机制、协调机制和模 型结构等关键问题进行了分析和研究 ,提出一套基于多智能体的带钢连续轧制过程控制系统的全新控制结构. 该系统 有利于建立轧制流程的广义集成模型 ,消除控制系统之间的耦合关系 ,实现连续轧制生产的高度自动化和智能化. 关键词 :多智能体 ;带钢轧制流程 ;控制系统 中图分类号 : TP273. 5 文献标识码 :A 文章编号 :167324785 (2008) 0220150205 Research On multi2Agent based control system for continuous rolling process TAN Shu2bin 1 ,2 ,L IU Jian2chang 2 (1. Ministry of Education Key Laboratory of Integrated Automation of Process Industry , Northeastern University , Shenyang 110004 , China ;2. College of Information Science and Engineering , Northeastern University , Shenyang 110004 , China) Abstract :This paper describes a multi2Agent control system for a strip rolling process. In order to realize distributed intelligent control of the system , multi2Agent t heory was applied after analyzing the character2 istics and struct ure of its control system. Then a control strategy based on multi2Agent interaction was de2 signed. Finally , t he partition met hod , t he coordination mechanism , and t he model struct ure of t he multi2 Agent control system for t he strip rolling process were analyzed. The paper concludes wit h a new control struct ure and system for strip rolling p rocesses , which help to build up t he generally integrated model , to eliminate t he coupling among control systems , and to realize the more intelligentized control . Keywords : multi2Agent ; strip rolling process; control system 收稿日期 :2007201217. 基金项目 :高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(200601450 25) ;辽宁省自然科学基金资助项目(20052033) . 通讯作者 :谭树彬. E2mail :tshubin @163. com. 国外 ,在罗克韦尔自动化、西门子、三菱 - 日立、 奥钢联等公司的轧制流程控制系统中 ,已经不拘泥 于工业网络、现场总线这种形式上的变化 ,而是在控 制系统结构、集成策略上 ,都在探索采用更为先进的 控制方法[122 ] . 而多智能体系统是当今人工智能中的 前沿研究方向之一 ,是分布式人工智能研究的一个 重要分支 , 其目标是将大的复杂系统 (软硬件系统) 建造成小的、彼此相互通讯及协调的、易于管理的多 智能体机制系统[324 ] . 因此 ,多智能体理论在分布式 环境中有着极为广阔的应用前景 ,并在智能机器人、 交通控制、虚拟现实等领域有成功的应用[5210 ] ,这为 复杂流程工业生产线的优化设计和先进控制提供了 坚实的理论支持和实践基础 ,为将来多智能体控制 技术和方法在连续轧制流程及其他复杂流程工业生 产中的实现和应用提供了理论参考和方法支持. 遗 憾的是 ,同其他领域相比 ,在与人工智能理论有着天 然联系的复杂流程自动控制领域 ,多智能体理论、技 术与控制理论的结合和应用还仅仅处于理论研究和 探索阶段. 在板带材连续轧制流程的同一机架的厚度控制 系统中 ,为了保证带钢的厚度控制精度 ,需要同时采 用多种厚度自动控制方法 ,比如前馈式厚度控制、监 控式厚度控制、张力式厚度控制、金属秒流量厚度控 制、轧制力厚度控制等方法. 同时 ,还需要轧辊偏心