基于改进RPCA的连铸过程数据可靠性研究

连铸过程数据的可靠性是连铸二冷动态控制系统成功应用的前提。针对正常连铸冷却过程慢时变、非稳态和多输入多输出特性,提出了基于改进递归主元分析方法监控连铸二冷配水过程数据的可靠性,这其中包括了用于建模的协方差阵、主元和两种报警控制限的递归更新,并通过小波除噪消除样本数据的噪声和奇异点。现场数据仿真结果表明应用此方法进行连铸过程监控可以明显减少误报的发生。     

板坯连铸二次冷却过程动态交互式仿真系统

连铸二次冷却过程控制水平的提高对提高连铸坯的质量和产量具有重要作用。为研究二次冷却设定控制算法,把铸流切片的生命周期模型与凝固传热模型相结合,对非线性热物性参数与凝固潜热进行处理,建立了二次冷却过程的动态仿真模型;并以此为基础研制了动态交互式仿真软件系统。系统由虚拟二次冷却对象、控制算法、监控操作、平台管理四个子系统组成;能够对板坯和方坯在非稳态浇铸工况下铸流的凝固过程进行仿真,得出暂态和稳态全过程的铸流内部温度场、凝固坯壳厚度、凝固终点位置、液相穴形状等的变化过程;给出二次冷却过程对输入与扰动信号的动态响应。系统在仿真过程中的人机交互、可移植性方面做了专门设计,为深入研究和优化二次冷却设定控制算法提供了有力的实验平台。仿真模型与仿真软件系统成功应用于某钢企二次冷却与轻压下设定控制系统的研制、测试与在线运行。     

复杂系统多模型学习与控制优化设计方法

高品质控制系统应该具备稳、准、快特点,本文研究了多工况下复杂系统的高品质控制问题.首先,用模型族覆盖系统在不同工况下的动态行为,然后,以后验概率为协调变量,提出了多模型学习与控制优化算法,证明了在稳态情况下用本文方法设计的控制律等同于真实模型的控制律,同时,控制器不需要在多个模型间进行硬切换,是一种软切换策略,最后通过对两个例子的仿真,说明了算法的有效性.     

大方坯连铸动态二冷与动态轻压下控制模型的开发与应用

北京科技大学与包钢合作开发了国内首家拥有自主知识产权的大方坯连铸动态二冷与动态轻压下控制模型.模型将铸流离散成许多切片,依据传热学理论与合理假设对每个切片建立传热微分方程;通过用有限差分法求解各切片传热微分方程,动态计算各切片的内部温度曲线,从而实现对铸坯实时温度场的动态跟踪;结合目标表面温度控制法与轻压下理论实现了大方坯连铸的动态二冷与动态轻压下控制.该控制模型已在包钢5号大方坯连铸机上线应用,对比试验表明铸坯内质得到了明显提升.     

基于图形化编辑平台的炼钢连铸动态调度仿真系统

大型钢铁企业炼钢连铸生产工艺复杂、设备众多、生产过程存在随机因素和不确定性因素,因此,充分发挥经验丰富的调度专家在生产过程中的决策作用显得尤为重要.研究了炼钢连铸动态调度策略,在此基础上开发了基于图形化编辑平台的炼钢连铸动态调度仿真系统,综合集成了扰动设定、扰动发生、动态跟踪、扰动识别、人机交互和模型优化功能.利用在线数据,进行了离线仿真.仿真结果表明:该软件提供的图形化编辑集成平台可以实现对计划快速、有效的动态优化调度,同时为深入研究炼钢连铸动态调度方法提供了集成的实验平台.     

基于面向对象的连铸生产过程仿真建模和实现

介绍了连铸生产工序流程仿真的目标。利用面向对象建模技术,构造以连铸子设备为主要对象、以聚集关系和主动对象为结构主体的连铸流程仿真系统的模型。以模型为基础,通过设备组态解决了连铸生产设备和工艺过程存在的差异性问题,实现了连铸生产过程仿真系统的通用性、易维护性和可扩展性。     

济钢3号连铸过程建模与仿真研究

高效连铸技术得到国内各厂家的高度重视，取得了明显效果。研究各种影响连铸因素交互作用对于提高铸坯质量有着重大的意义。通过开发测试装置。实际测试济钢3号铸机的各种喷咀水流密度。并开发了相应的水流密度合成模块；建立起连铸过程的数学模型；开发了相应的计算机仿真软件；通过射钉实验。对仿真结果进行校验：利用模型优化工艺过程；开发了相应的多元回归模型。用于生产控制．生产实际表明，这种方法是有效的。     

基于自适应遗传算法的渠系优化配水模型研究

针对现有的建立在假定下级渠道配水流量相等基础上的渠道优化配水模型与绝大多数渠系实际配水要求不相符合等问题,研究了下级渠道流量不等时的渠系优化配水模型及其求解方法,并通过实例对基于自适应遗传算法和基本遗传算法的模型求解方法进行了比较。结果表明,与传统方法编制的配水方案相比,提出的模型和算法确定的渠系优化配水方案斗渠配水时间搭配合理、支渠配水流量均匀,符合优化配水原则;利用自适应遗传算法求解模型,能在进化过程中按个体优劣和群体分散程度自动调整遗传控制参数,可显著加快收敛速度和提高计算稳定性,具有较高的工程应用价值。     

基于分形测度的软切换控制仿真研究

在一些工业过程控制中，由于控制对象系统的运行工况不可避免地经常偏离稳定工况，从而提高了对控制系统的要求。首先从实时性要求的角度，定性地分析了提高控制质量的几个重要因素。其次，基于对分形测度的分析，提出了以分形测度为切换指标的软切换控制，建立了基于工况辨识模型控制与过渡区间的PID控制相结合的控制系统，并实现控制的软切换。最后以余热锅炉汽包水位系统为例进行仿真，结果表明，采用分形测度作为切换指标可以及时地跟踪到系统的突变；基于此指标进行软切换控制策略可以在多扰动的工业过程克服过渡区振荡，提高了控制性能。     

炼钢连铸生产模式及优化调度模型

当转炉、精炼和连铸设备数量及加工时间发生变化时所形成的不同生产模式下的炼钢连铸生产对于炼钢连铸调度方法有着不同的要求. 详细分析了炼钢厂存在的主要生产模式下实现连续浇铸的充要条件和必要条件,建立了相应的调度模型,并给出了生产模式变化时的生产调度策略. 针对转炉设备正常工作和部分检修情况下的两种生产模式,通过引入生产模式参数η建立了统一的非线性规划模型. 在国内某大型钢厂生产调度过程应用表明:模型能够适应转炉设备正常和发生故障或检修而导致的生产模式变化,能够快速编制出符合要求的优化调度计划, 在缩短生产模式变化时的调度反应时间、提高转炉钢水出钢量、提高调度优化程度均取得了显著成效.