環(huán)形加熱爐加熱過程優(yōu)化控制.pdf

1、環(huán)形加熱爐的主要任務(wù)是為軋制工序提供加熱質(zhì)量滿足軋制工藝要求的合格鋼坯，作為無縫鋼管熱軋生產(chǎn)線上的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和高耗能設(shè)備，其控制水平直接影響到整個系統(tǒng)的鋼管質(zhì)量、產(chǎn)量和成本。環(huán)形加熱爐是一個典型的復(fù)雜工業(yè)過程被控對象，外界擾動因素多，不能直接、準(zhǔn)確地實時測量加熱過程中鋼坯的溫度分布。傳統(tǒng)的控制策略很難適應(yīng)復(fù)雜多變的加熱爐內(nèi)的熱工狀況，只能依靠操作人員憑借經(jīng)驗設(shè)定各個爐段的爐溫，以達到控制加熱爐內(nèi)鋼坯溫度的目的，控制精度低，能耗大。為提高加

2、熱爐的控制水平，各種優(yōu)化控制方法相繼出現(xiàn)，但所建立的模型需要做許多近似和假設(shè)，模型精度低，控制性能難以提高。為了克服存在的問題，本文提出了基于改進粒子群優(yōu)化算法的環(huán)形加熱爐優(yōu)化控制方法，建立鋼坯出爐溫度模型，搜索爐溫優(yōu)化設(shè)定值，減小鋼坯出爐溫度偏差和斷面溫差，降低能耗。
　　本文介紹了環(huán)形加熱爐的構(gòu)造、工藝流程特點和控制要求，歸納總結(jié)了加熱爐的控制現(xiàn)狀，分析了環(huán)形加熱爐的過程控制系統(tǒng)，并針對存在的問題進行了以下幾個方面的研究：

3、r>　　第一，針對鋼坯溫度未知的問題，建立了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋼坯出爐表面溫度預(yù)測模型。仿真結(jié)果表明，模型誤差小于20℃，滿足工藝要求。
　　第二，本文以鋼坯出爐溫度偏差和加熱爐能耗最小構(gòu)成優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，采用一種改進的粒子群優(yōu)化算法搜索最佳穩(wěn)態(tài)爐溫設(shè)定值，解決爐溫設(shè)定中的盲目性和隨機性問題。該算法采用變異策略以改善由于種群退化導(dǎo)致的早熟收斂問題，提高搜索精度。
　　第三，本文利用ANSYS有限元分析軟件對鋼坯溫度場進行模擬