冷轧薄板试样电阻加热过程分析

为了确定薄板试样电阻加热系统的参数,掌握加热过程中电功率和电流的变化规律以及试样温度场的分布,利用电、热学理论,并结合有限元软件对薄板试样电阻加热过程进行了分析.针对特定的试样尺寸,确定加热变压器的功率为150 kW,副侧最高电压为24 V,最大输出电流为10 kA.对流和导热损失的功率可以忽略,因此,加热过程中输入的电功率主要用于试样的升温和弥补高温辐射热损失,以恒定速率加热时在低温和高温段所需的加热电流较大,中间温度段电流较小;由于水冷电极的影响,试样的温度场呈现中间高,两端低的梯形分布趋势.     

热轧带钢层流冷却温度优化控制策略研究

在热轧带钢生产过程中,卷取温度是影响成品带钢性能的重要参数之一,其精度的高低对带钢质量至关重要.为保证产品具有良好的性能,采用层流冷却装置对热轧后的板带进行冷却控制,喷水系统的设定是层流冷却过程控制的关键.在冷却过程中带钢的温度不能在线连续检测,其过程具有强非线性和时变性,而且在冷却过程中存在相变,因此难以建立精确的数学模型去描述这一冷却过程.随着带钢厚度,精轧出口温度和轧制速度的变化,单独的前馈/反馈控制很难满足高精度的温度控制需要.在本文的研究中,一系列层流冷却控制策略被采用,包括前馈/反馈控制,自适应算法,以及控制带钢整体温度的均匀性策略.实践应用表明这些控制策略得到很好的检验,能有效地提高卷取温度的控制精度和均匀性.     

冷轧带钢连续退火模拟实验机的开发及其性能

为研究连续退火工艺,开发冷轧钢种,开发了一种新型连续退火模拟实验机.该实验机采用单片试样,在有N2,H2保护气氛的密闭环境中进行退火.实验过程中,利用大电流对试样进行直接电阻加热,采用喷气/喷雾组合窄缝喷嘴进行冷却,并可对试样施加张力;加热、冷却、张力和气氛可按设定的工艺参数控制;整个退火过程在一个工位上完成,试样不需要移动.介绍了实验机的设计原则、系统结构、特点以及主要技术指标.性能测试结果表明,退火后的试样,其组织和力学性能均匀性及重现性均比较好.     

火电厂锅炉给水系统性能评价

推导了前馈-反馈控制系统性能评价的理论过程,将此评价方法应用到火电厂锅炉给水控制系统中,并对评价结果进行了分析.分析结果表明：前馈控制器的加入可抑制可测噪声的影响,从而减小输出方差,提高系统的性能.但是,前馈控制器必须设计合理,否则会降低系统的性能.此外,控制系统性能评价可以指导控制器参数的选择.     

非线性系统的2自由度VRFT控制器设计

针对非线性系统的复杂性,提出了由非线性前馈控制器与线性反馈控制器构成的2自由度控制器设计。通过设计虚拟参考信号,将非线性前馈控制器的设计转化为非线性函数在某类基函数展开式下的参数辨识;在此基础上,增加一线性控制器于反馈回路用以增强系统的跟踪性能,采用递推最小二乘法辨识线性控制器参数。对闭环系统的稳定性进行了理论分析,给出跟踪误差的上界;最后进行了仿真验证。     

7050合金电流均匀化过程中的温度分布

研究了电流、风机频率、冷却水和辅助加热对7050合金均匀化过程中温度场分布的影响.结果表明:单纯施加电流时,试样心部及表面温度分布十分不均匀.电流为1500A时,试样中心点处温度只能达到402℃.在电流加热过程中采用吹风方式,心部与表面温差为79℃.采用辅助加热后,心部与表面温差小于±5℃.利用ANSYS建立的温度场数学模型,预测电流为16000A、尺寸为100mm×200mm×2000mm试样的中心点心部温度为324℃,心部与表面温差为1℃.在铝合金均匀化过程中,施加1000A电流,可有效促进晶界残余相的溶解.     

高速伺服注塑机成型过程预测迭代学习控制

将学习控制应用于高精密快速伺服注塑机成型过程，根据成型过程的特点设计了一个预测迭代学习控制器，并利用先前得到的系统模型对算法进行仿真．控制器由前馈和反馈控制两部分组成，引入滤波器用于增强学习控制器的鲁棒性．将预测学习控制算法在伺服注塑机上进行了实验．实验和仿真结果表明，该预测学习算法对提高成型过程的位置重复精度效果明显．     

差示扫描量热仪恒速升温过程的前馈-反馈复合多控制器算法

差示扫描量热仪温度控制具有滞后、非线性等特点,难以得到精确的数学模型.针对这些特点,提出一种前馈-反馈复合多控制器算法.针对滞后特性,采用一种改进的PID(proportional-integral-differential)算法,通过对常规PID算法加入微分积分环节,补偿滞后对控制过程的作用.针对非线性特性,提出建立多个近似线性子控制器的多控制器方法,并通过加入平滑滤波因子解决控制器切换过程中引起的控制量突变的问题.针对反馈控制在起始阶段调节时间长的问题,加入前馈控制器设计前馈-反馈复合控制器.将所提控制算法应用于差示扫描量热仪恒速升温控制过程中,结果表明,所提算法能够减小响应时间,提高控制精度,控制效果明显优于常规控制算法.     

直拉式可逆冷轧实验轧机张力控制技术

直拉式可逆冷轧实验轧机的张力控制仅使用张力反馈进行闭环控制无法兼顾速度匹配和张力稳定的要求.研究发现采用速度前馈加张力反馈的组合控制技术,可以很好地解决这一问题.前馈控制器是根据轧制速度设定值计算伺服阀流量设定值,进而计算出伺服阀开口度.反馈控制采用一个PI控制器,根据张力偏差,计算伺服阀开口度.将前馈和反馈控制量叠加后作为张力液压缸伺服阀开口度的总设定值.该技术在某450mm直拉式冷轧实验轧机的张力控制中取得了很好的效果.     

电感应再加热对低合金钢热轧组织影响的模拟

利用热模拟试验机Gleeble1500D研究了低合金钢变形后,冷却至一定温度进行电感应再加热后微观组织的变化情况.在不同冷却温度,以及淬火和正火两种热处理方式下,研究了再加热过程对微观组织的影响.结果表明:变形后再加热过程对淬火试样组织影响较大;冷却温度处于两相区时,电感应再加热过程能改善温度分布均匀性,影响铁素体相变过程和碳氮化物的析出行为,促进晶粒长大,能够有效地控制和改善淬火热处理钢材的微观组织和性能.     

模型参考自适应控制在消除电力系统内低频振荡的应用

为消除电力系统区域间的低频振荡,设计了一种新的模型参考自适应控制器。自适应PI控制器的前馈和反馈增益矩阵可实时修正,为克服振荡提供更好的阻尼。文中专门讨论了控制量突变过程中,系统产生的冲击现象及其解决办法。单机-无穷大母线系统的仿真结果表明控制器有效。     

谷电相变电蓄热供暖分工况变论域模糊比例、积分、微分自适应前馈补偿控制

针对谷电相变电蓄热供暖系统,有谷电时间段既蓄热又放热供暖和非谷电时间段单纯放热供暖两种不同的工况,不同的工况系统参数变化较大的问题,设计了分工况变论域模糊比例、积分、微分(PID)控制器,根据不同工况选择对应的控制器且其论域伸缩因子自适应调整;考虑到供暖过程中蓄热炉炉温的变化,把不断变化的蓄热炉炉温作为可测干扰,设计了自适应前馈补偿控制器对变论域模糊PID控制器的输出控制量进行补偿,通过实时辨识供暖系统模型,实现前馈补偿控制器参数的自适应调整。实验结果表明:所提出的控制方法能够在不同工况下实现对期望供暖出水温度的实时跟踪,显著地减小了供暖出水温度误差,提高了供暖可靠性。     

两输入非线性前馈系统的镇定方法

为了便于构造两输入非线性前馈系统的镇定控制器,通过变换构造出与原系统等价的复数域低维单输入非线性前馈系统,再利用已有的单输入系统的控制方法对该等价系统设计一个复数域镇定控制器,采用逆变换得到原系统的两个镇定控制器,提出了将原系统转化为等价系统后再进行设计的镇定方法。用Lyapunov稳定性定理证明了闭环控制系统状态的渐进稳定性。结果表明:等价系统比原系统具有更少的输入和更低的维数,基于等价系统的设计方法降低了系统的分析难度,简化了控制器的设计步骤。     

基于生物质气化湿式净化装置防冻技术模拟研究

提出一种利用生物质气化装置加热空气对净化间采暖的方法,按传热学基本理论进行建模,推导出计算盘管出口空气温度的线性方程及计算采暖后净化间温度的非线性方程.以某生物质气化站数据为例计算盘管内径为0.08,0.10,0.12 m时满足采暖要求所需盘管长度及风速,验证了该方法的可行性.利用软件Origin对计算得出的净化间温度值进行线性拟合,求出了净化间温度与风速之间的对数函数关系式.确定了风速的设定范围,并对比了采暖能耗与采暖产热量.相比于传统的电暖气,可降低能耗95%以上.     

两输入非线性前馈系统的镇定方法

为了便于构造两输入非线性前馈系统的镇定控制器,通过变换构造出与原系统等价的复数域低维单输入非线性前馈系统,再利用已有的单输入系统的控制方法对该等价系统设计一个复数域镇定控制器,采用逆变换得到原系统的两个镇定控制器,提出了将原系统转化为等价系统后再进行设计的镇定方法。用Lyapunov稳定性定理证明了闭环控制系统状态的渐进稳定性。结果表明:等价系统比原系统具有更少的输入和更低的维数,基于等价系统的设计方法降低了系统的分析难度,简化了控制器的设计步骤。     

汽油发动机空燃比PID控制及其实验研究

针对汽油发动机气缸进气量变化引起空燃比变化的问题,设计一种基于PID的反馈控制器保证空燃比能够快速恢复到理想值。首先给出一种基于模型的进气量估计算法,在此基础上设计了空燃比前馈控制器;然后将前馈控制与PID反馈控制相结合实现发动机喷油量的调节,利用基于实际实验数据构建的仿真器对提出的算法进行数值仿真研究与分析;最后通过发动机实时控制实验平台验证了控制算法的有效性。     

预期动态法在四水箱液位控制中的应用

针对实际生产中常见的双输入双输出过程,基于单位反馈闭环控制结构,根据前馈补偿的思想设计全解耦控制器矩阵,结合二自由度PID/PI预期动态法(DDE)鲁棒性强的特性,设计PID/PI解耦控制方案.同时,对于实际中常见的加性和乘性不确定性干扰,分析了控制系统保证鲁棒稳定性的充要条件,给出了基于谱半径判据的判定方法.本文借助...     

机场跑道循环热流体法融雪除冰数值模拟

为实现机场跑道快速融雪除冰,保障机场航班的正常运转,基于COMSOL固体传热与管道传热模块对地埋管地源热泵系统进行了模拟研究。设计了4种埋管形式,从管道埋深、埋管排布形式、循环流体流速以及入口水温对供热系统进行了优化分析,提出用于表征换热均匀性的参数温度偏移系数,并将建筑垃圾引入钻孔回填材料,分析了钻孔回填材料对换热系统的影响。研究结果表明：阿基米德螺线式埋管管材用料少,温度均匀性好,且在循环水的流动中流动阻力小,施工方便,工程实际中可以采用加密螺线式设计以提高系统的换热效率;将建筑垃圾进行分类处理后,选取导热性能较好的材料,将其用于钻孔回填具有一定可行性,能够起到换热增强与提高地基承载力的双重作用。研究结果为将地源热泵系统应用于机场跑道融雪除冰提供了参考。