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《河北工程大学》 2010年
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加热炉炉温专家模糊策略的研究

李丽孔  
【摘要】: 加热炉作为钢铁工业热轧轧生产线的重要设备和能耗设备,其主要作用是将钢坯加热到符合轧制要求的温度。加热炉的自动化控制水平和采用的方法直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。因此,采用先进的自动化控制技术与设备,开展对加热炉炉温控制方法的研究对于提高加热炉的加热效率、节能降耗、减少污染具有重要的意义。 钢坯加热过程具有复杂工业对象的大滞后、多变量、强耦合、时变、非线性、大惯性等特点,而且炉温分布难以测量,外界扰动因素多,导致传统的控制方法很难取得良好的控制效果。因此,本文根据加热炉的实际特点,以加热炉炉温为研究和控制对象,提出了一种加热炉炉温专家模糊控制策略。 本文主要研究内容如下: (1)阐述加热炉的结构、工艺、课题的研究背景及选题意义,分析国内外加热炉炉温控制的研究现状和应用现状,指出加热炉炉温控制领域需要进一步研究和解决的问题。 (2)利用热交换机理和离散空间相结合的方法建立加热炉内钢坯温度变化的二维模型,并根据加热炉的实际情况做了合理的假设。深入研究钢坯导热方程的微分边界条件和炉温的优化设定,并建立炉温优化目标函数。 (3)分析模糊集合相关的概念,并对隶属度函数的选择及计算方法等进行详细的分析和讨论。提出一种基于生产目标的加热炉优化设定控制方法,采用模糊关系建立炉温预设定模型和基于专家规则调整炉温设定值,实现了生产过程的建模与控制一体化。 (4)设计了加热炉优化控制仿真实验平台的总体结构,仿真结果验证了所提策略的有效性,实现了预期的目标。
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