基于机理模型的加热炉在线炉温模糊决策

以加热炉动态过程全炉钢坯温度跟踪计算机理模型获得控制输入信息,将模糊控制方法应用于炉温的动态控制,构造了带有前馈修正的模糊控制器.该模糊控制器不仅把本段控制点的输出偏差和偏差变化率作为模糊决策的依据,并且将前段控制点的偏差也作为控制器的前馈输入,使炉温决策具有超前功能.利用计算机仿真,模拟了炉子产量波动和非计划待轧时模糊决策系统的执行结果,表明该控制方法适应炉内动态特性,具有良好的控制品质.     

基于仿人智能控制理论的钢坯加热炉多模态控制策略

为了解决钢坯加热炉普遍存在的炉温控制精度低,能耗大等难题,文章根据仿人智能控制原理,利用钢坯加热过程的动态特征对加热炉温度控制系统进行了模态划分,不同模态采用不同的控制策略,从而实现钢坯加热炉炉温的多模态控制.最后进行了MATLAB仿真实验研究,结果表明钢坯加热炉采用多模态控制可以取得较好的控制效果.     

基于热力学混合遗传算法的加热炉炉温优化研究

针对加热炉生产过程中钢坯入炉温度、规格尺寸、钢坯种类等生产工况经常会发生改变,导致基本遗传算法存在早熟等现象,提出一种基于热力学的混合遗传算法.基于钢坯加热过程的机理模型,建立了钢坯温度预报模型,依据加热炉工艺生产要求,建立了加热炉炉温优化模型.为了提高遗传算法的求解精度和计算效率,在遗传算法交叉算子设计过程中加入内能、熵和自由能的思想,改进了传统遗传算法;同时在经典的遗传算法基础上加入模拟退火算法构成了基于热力学的混合遗传算法,并用于求解加热炉炉温优化问题,克服了传统遗传算法的不足.实验结果表明,该方法能够有效地求解加热炉炉温优化问题,是可行的、有效的.     

加热炉三维段法动态数学模型在待轧中的应用

采用段法计算炉内辐射换热,在能量平衡的基础上建立了加热炉三维段法数学模型.给出了以稳态模型为基础的动态数学模型计算方法,并应用于加热炉待轧过程分析.多种不同待轧情况下的模拟结果表明:待轧的发生将对炉内传热过程产生较长时间的影响,待轧发生时应采用灵活的供热制度.具体来说,当发生较短时间事故待轧后可以较大幅度地降低燃料的供...     

逆推法实现轧钢加热炉的优化控制

利用机理分析方法建立并改进轧钢加热炉中钢坯温度的预报模型,得出一定条件下炉温分布与钢温变化惟一对应的特点,据此提出一种以优化钢坯升温曲线来逆推炉温分布的新方法.这种逆推法更加有利于实现多目标的优化.对钢坯升温优化模型中目标函数及约束条件进行分析,更全面地兼顾了钢坯质量与节能,使炉温设定更符合生产目标.该方法在优化问题的求解方面更为简单,运算速度更快,更利于实时控制.     

高棒车间加热制度的优化

本文主要通过分析钢坯在炉内氧化铁皮的形成机理,分析找出影响钢坯产生氧化烧损的主要因素,提出利用控制加热炉炉内气氛、降低加热炉的最高炉温和降低钢坯的加热时间等方法来减少钢坯在炉内的氧化烧损.结合高棒车间投产初期加热炉炉温控制所存在的问题,优化得到高棒车问的加热制度,并严格控制加热炉各段的空气过量系数,确实有效的降低高棒车间加热炉的氧化烧损.同时制定HRB500E加钒钢种的加热制度.     

基于遗传算法的模糊控制规则优化的研究

模糊控制规则的正确选择是模糊控制器设计的关键,它决定了模糊控制系统的动态、静态性能和控制效果．针对传统的获取控制规则方法的不足,提出了在一个待优化模糊控制器的基础上,采用改进的遗传算法优化其模糊控制规则,从而使经过优化所获得的控制规则更加合理．最后对优化后的模糊控制器进行仿真比较研究,并将其应用于温室,实现温室温度的模糊控制．结果表明模糊控制规则经过优化后的模糊控制器的控制品质有较大的改善和提高．     

步进式加热炉建模和炉温优化设定策略

研究了步进式加热炉钢坯温度预报模型、各段炉温优化策略和动态补偿方法,模型基于描述坯不稳定导热的二维偏微方程和相应的边界条件,稳态优化设定采用Hooke-Jeeve模式搜索法,动态补偿采用PID调节和专家经验相结合的方法,仿真研究表明,该优化策略是有效的。     

模糊自适应PID在焦炉控制中的仿真

针对焦炉温度大惯性、纯滞后、非线性和时变性等特点,结合PID和模糊控制两者的优点,提出了一种模糊自适应PID控制方法.对模糊自适应PID算法进行了理论分析,对焦炉生产的简化模型做了仿真研究.结果表明,采用模糊自适应PID控制,系统的调节时间缩短,响应速度加快,抗干扰能力和适应参数变化的能力都优于常规PID控制,具有更好的动态特性和稳定性,有效减少了炉温的波动.     

总括热吸收率的补偿辨识

总括热吸收率(CF)是连续加热炉L2级控制系统的重要参数.它既受炉子结构参数的影响，也受操作参数的影响，研究其补偿辨识尤为重要.提出基于炉温的一段式三元模型.取三元模型的任意一个模型段，以炉温和钢坯表面温度为输入条件，建立热电偶模型，并耦合求解热电偶及炉墙能量平衡方程，最终得到钢坯表面热流，进而对CF进行反向分析.分别考察了温度、钢坯规格及钢坯表面温度变化对CF的影响.结果表明，当炉温恒定时，CF随钢温的升高而减小，当钢温接近炉温时，CF变化率的绝对值迅速增大;而当钢温恒定时，CF随炉温的升高而增大.另外，CF随钢坯长度和宽度的增加而增大，随钢坯表面黑度的增加而增加.     

加热炉和轧机的匹配优化

针对当前在实际中使用的加热炉和轧机的匹配制度存在的缺陷,提出一种基于钢坯期望出炉温度的推钢速率控制策略和基于斜坡函数的待轧控制策略,从而优化了加热炉和轧机的匹配制度·工业试验证明了这种匹配制度的合理性、简单性和易行性·     

贫化电炉动态模糊优化决策模型研究

研究并建立了贫化电炉动态模糊优化决策模型，克服了以物料平衡和热平衡为基础的静态模型难以适应动态生产过程这一缺陷．仿真结果表明，该模型可用于对实际生产过程进行优化决策，达到节能降耗、提高有价金属回收率的目的．     

一类复杂关联系统的模糊控制

以轧钢加热炉生产过程优化控制为背景，讨论一类复杂关联系统的控制问题，包括对象特征分析、控制策略选取、控制算法及特点、工程中的解耦效果对比与控制系统结构及软件实现等问题。系统实际运行效果表明，模糊智能控制算法对复杂关联系统不仅具有解耦作用而且控制效果与控制品质也是令人满意的。     

总括热吸收率的基本辨识

加热炉二级控制系统通常采用总括热吸收率法作为核心模型,而总括热吸收率既是结构参数的函数,也是操作参数的函数,因此其辨识较为困难.以宝钢2050热轧厂3号加热炉进行的拖偶实验为例,详细阐述了基本辨识的过程.对实验数据进行整理,并采用表面温度梯度法反演CF.推导了CF基本辨识体系的完整表达式,同时对辨识结果进行必要的分析.反演过程中发现,当采样点较多时,反演的钢坯表面热流呈振荡趋势,这是采样周期与测量系统的分辨率不匹配所导致的.由基本辨识的sCF曲线可知,当钢坯静止时,在同一位置处CF值是变化的,这证实了CF动态补偿的必要性.     

基于加热炉多场耦合传热的板坯加热均匀性

针对某钢厂步进式加热炉建立了炉内燃烧、烟气流动、烟气和钢坯传热的全耦合三维模型,采用动网格方法模拟钢坯运动.重点分析了炉内烟气与钢坯耦合传热、钢坯温度均匀性及不同垫块结构(一字型垫块、千岛式垫块、错位梁)时钢坯温度的分布规律.研究结果表明:所提加热炉数学模型能够准确描述炉内燃烧、湍流和传热过程;垫块结构对钢坯温度分布具有决定性影响,千岛式垫块、错位梁分别能减少40%和50%的黑印温差.该数学模型解决了步进梁、钢坯、垫块和水管立柱等复杂结构的钢坯运动问题和加热炉与钢坯的共轭传热问题.     

专用炉模式下加热炉群混装一体化生产

分析了连铸--热轧区段混装一体化生产和加热炉群生产模式,并在此基础上建立了混装一体化生产下加热炉群调度模型.模型在满足加热炉生产工艺的基础上充分考虑了板坯进入加热炉前的等待时间和轧机空闲时间.采用禁忌搜索算法对模型进行了求解.最后,针对大批量少品种和小批量多品种两组板坯对某钢厂1580mm轧线非专用炉模式与专用炉模式分别进行了仿真.仿真结果表明连铸--热轧区段采用专用炉模式生产比传统的非专用炉模式生产能够明显提高加热炉热效率.     

热处理电阻炉炉温的自适应模糊PID控制

热处理电阻炉温度控制具有大的滞后性、非线性、难以获得准确数学模型的特点。目前热处理炉温度控制系统中常采用的PID控制器难以进一步提高温度控制系统的控制精度,无法与PC机进行通信,难以实现对热处理数据的管理。基于模糊控制无需精确数学模型和PID控制的良好稳态控制特性,本文选用单片机结合模糊PID控制策略对热处理加热炉进行了控制,减小了系统的调节时间,提高了温度控制精度。