加熱爐過程建模與控制仿真研究.pdf

1、加熱爐是軋鋼生產(chǎn)過程中用于鋼坯軋前加熱的最重要的熱工設(shè)備之一，也是鋼鐵工業(yè)中的耗能大戶。盡可能的提高加熱爐的加熱效率，降低能耗，是加熱爐生產(chǎn)的重要目標(biāo)。而這個(gè)目標(biāo)對(duì)整個(gè)鋼鐵工業(yè)降低成本、減少污染具有重要的意義。因此加熱爐的模型研究和優(yōu)化控制就顯得越來越重要。
　　加熱爐是一個(gè)典型的復(fù)雜工業(yè)過程，它幾乎具備了復(fù)雜系統(tǒng)的所有特征，如難以建立精確地?cái)?shù)學(xué)模型、干擾嚴(yán)重，非線性、大慣性大滯后等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致了傳統(tǒng)的PID控制方法很難取得

2、良好的控制效果。
　　本文結(jié)合蓄熱式步進(jìn)梁加熱爐的加熱機(jī)理和實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)加熱爐進(jìn)行了建模和控制的研究。首先，本文以爐膛內(nèi)輻射和對(duì)流定律以及鋼坯熱傳導(dǎo)定律建立鋼坯的溫度模型，進(jìn)而近似得出爐墻的溫度模型。其次，利用建立的鋼坯和爐墻溫度模型以及爐膛內(nèi)熱平衡原理，運(yùn)用三元模型的思想，建立加熱爐熱過程的簡化模型，求解爐氣溫度，并對(duì)運(yùn)用機(jī)理模型畫出的爐溫曲線和擬合模型的對(duì)比分析。最后，針對(duì)加熱爐的機(jī)理模型，設(shè)計(jì)了一種基于模糊控制的控制器，文中