無(wú)縫鋼管被廣泛應用于汽車(chē)、航空、石油、化工、建筑、鍋爐和軍工等各個(gè)部門(mén),在國民經(jīng)濟中具有很重要的地位,故被人們稱(chēng)為工業(yè)的血管。隨著(zhù)經(jīng)濟的快速發(fā)展,無(wú)縫鋼管的使用領(lǐng)域在不斷擴大,對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。大多數鋼廠(chǎng)對產(chǎn)品質(zhì)量的檢測僅停留在成品管上,但無(wú)縫鋼管的產(chǎn)品質(zhì)量主要靠****檢查來(lái)保證是靠不住的,這不僅因為任何檢查技術(shù)和手段都有可能出錯,而且各生產(chǎn)工序都有可能出現缺陷或次品。如果前一工序出現的缺陷或次品不能及時(shí)被檢查和糾正,在后面工序繼續加工時(shí),部分缺陷很有可能被一直保留到最終成品,從而嚴重影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量。因此,無(wú)縫鋼管產(chǎn)品質(zhì)量的控制必須從原料開(kāi)始,各工序環(huán)節都要加強產(chǎn)品質(zhì)量的檢測和控制,以保證后一工序生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品。本文以寶鋼鋼鐵公司鋼管分公司無(wú)縫鋼管連軋生產(chǎn)線(xiàn)為研究背景,對無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節進(jìn)行質(zhì)量預報和控制,本文主要工作如下：針對管坯加熱存在大滯后,使得管坯加熱的質(zhì)量難以預報和控制這一問(wèn)題,提出了基于TLPCR(Time Lagged Principal Component Regression)軟測量方法,實(shí)現了管坯加熱質(zhì)量的準確預報,并采用溫度補償控制使得管坯終點(diǎn)溫度保持在生產(chǎn)要求范圍內。對于無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的第一道工序,該方法較好地解決了管坯加熱質(zhì)量的控制問(wèn)題,為后面的穿孔生產(chǎn)提供了可靠的原料保證。針對穿孔生產(chǎn)具有多時(shí)段間歇過(guò)程特性,并且生產(chǎn)數據具有非高斯分布的特殊性,提出適用于非高斯分布數據的步進(jìn)子時(shí)段MICR(Multiway Independent Component Regression)方法,建立了精確的毛管質(zhì)量預報模型。利用毛管質(zhì)量預報模型的預報結果,應用迭代學(xué)習控制算法很好地實(shí)現了穿孔過(guò)程的橫縱向壁厚偏差控制,提高了毛管生產(chǎn)的質(zhì)量?；谏a(chǎn)數據的仿真結果和在寶鋼鋼管分公司SWW斜軋穿孔機試驗效果表明了方法的有效性。針對連軋生產(chǎn)過(guò)程具有典型的多時(shí)段、動(dòng)態(tài)多變量等間歇生產(chǎn)過(guò)程以及數據具有梯形分布等特性,提出步進(jìn)均值子時(shí)段MPLS(Multiway Partial Least Square)方法,建立了精確的荒管質(zhì)量預報模型。然后借助于荒管質(zhì)量預報模型的預報結果,將迭代學(xué)習控制技術(shù)應用于連軋過(guò)程的壁厚偏差控制系統中,提高了荒管生產(chǎn)的質(zhì)量?，F場(chǎng)數據仿真和在寶鋼鋼管分公司連軋生產(chǎn)試驗效果表明了方法的有效性?；墓艿臏p徑生產(chǎn)涉及產(chǎn)品規格較多,且同一規格產(chǎn)品由于機架的調整也會(huì )引起模型的微小變化,同時(shí)減徑生產(chǎn)具有典型的多時(shí)段、動(dòng)態(tài)多變量等間歇生產(chǎn)過(guò)程特性。針對上述問(wèn)題,本文提出能解決模型漸變的多模型均值子時(shí)段RMPLS(Recursive Multiway Partial Least Square)方法,建立了減徑管質(zhì)量預報模型。利用減徑管質(zhì)量預報模型的預報結果,將迭代學(xué)習控制技術(shù)應用于減徑生產(chǎn)過(guò)程的壁厚偏差控制系統中,提高了減徑管生產(chǎn)的質(zhì)量?，F場(chǎng)數據仿真和在寶鋼鋼管分公司減徑生產(chǎn)試驗效果表明了方法的有效性。針對穿孔機導盤(pán)轉速難以在線(xiàn)測量與控制問(wèn)題,建立了導盤(pán)轉速模型,提出了基于速度觀(guān)測器的間接測量方法。采用ICR方法建立軟測量模型,實(shí)現對觀(guān)測器中難于測量的導盤(pán)負載轉矩,同時(shí)也是控制系統中主要擾動(dòng)的實(shí)時(shí)預估。得到精確可用的導盤(pán)轉速后,利用前饋和推理結合的復合控制算法作為導盤(pán)轉速控制系統的控制器,實(shí)現導盤(pán)轉速的精確控制。在無(wú)縫鋼管生產(chǎn)中,產(chǎn)品質(zhì)量并不是廠(chǎng)家唯一關(guān)注的指標。面對市場(chǎng)需求,廠(chǎng)家同樣關(guān)心生產(chǎn)效率和成本。針對這一問(wèn)題,本文建立了均值子時(shí)段的MICR穿孔效率和能耗預報模型,并根據生產(chǎn)工藝約束和產(chǎn)品市場(chǎng)需求情況,對其進(jìn)行了綜合優(yōu)化求解,獲得了****穿孔效率和能耗所對應的穿孔生產(chǎn)工藝參數,用于指導生產(chǎn),保證廠(chǎng)家生產(chǎn)的利潤****化。