针对冷轧生产第一道次开卷过程中带钢跑偏的问题,分别从硬件、软件、算法等方面设计了一款基于线阵CCD的带钢对中检测与控制系统,其主要包括带钢对中检测装置及控制装置。首先设计了带钢对中检测装置的线阵CCD驱动、信号采集及二值化、检测信号模拟量与数字量输出、信号显示等硬件电路及光学系统;设计了带钢对中控制装置的简单数字接口、模拟信号采集与输出接口、人机交互接口、串口通讯接口等硬件电路;完成了PCB板的绘制,焊接及调试。其次设计了带钢对中检测装置线阵CCD驱动与检测信号采集软件、数模转换软件、信号显示软件、红外光源驱动软件;设计了带钢对中控制装置信号采集软件、信号输出软件、人机交互软件;设计了检测装置与控制装置通讯软件。在软件设计时,对部分芯片进行测试实验来验证转换精度。进而分析了带钢对中系统的变量关系,建立了带钢对中系统的数学模型;结合分数阶控制理论、改进Oustaloup算子近似滤波、模糊自适应控制,同时加入非线性控制因子,提出了多参量自由度的基于改进Oustaloup算子的模糊自适应分数阶线性与非线性两种对中控制算法。经仿真实验对比,验证了设计的控制算法动态性能明显优于普通PID。不仅能保证最佳轨迹跟踪,而且可以改善模型不确定性和瞬变干扰抑制的鲁棒性。根据设计的算法进行带钢对中系统软件编制。最后为验证所研制装置的性能,对带钢对中检测装置与控制装置进行实验验证。通过实验表明,研制的带钢对中检测装置精度高,响应快,可满足带钢冷轧对中检测的要求;双闭环带钢对中检测装置与控制装置联调实验表明,电液伺服系统带钢对中调节时间为0.4s,对中精度?0.6mm,完全符合对中精度小于?1mm的设计要求,说明研制的带钢对中检测装置与控制装置满足设计及工业现场的要求。