步進(jìn)式加熱爐爐溫的優(yōu)化控制方法研究.pdf

1、鋼坯加熱爐是熱軋生產(chǎn)線上的一個(gè)重要設(shè)備，也是鋼鐵工業(yè)中的耗能大戶。加熱爐的主要功能是將鋼坯加熱到符合軋制要求的溫度，因此，開展步進(jìn)式加熱爐爐溫優(yōu)化設(shè)定和控制方法的研究對(duì)于提高加熱爐的加熱效率，降低能耗，以至于鋼鐵工業(yè)的節(jié)能降耗具有重要的意義。 鋼坯加熱過程具有復(fù)雜工業(yè)對(duì)象的大滯后、多變量、強(qiáng)耦合、時(shí)變、非線性、大慣性等特點(diǎn)，而且爐內(nèi)鋼坯溫度分布不能直接測(cè)量、外界擾動(dòng)因素多，加熱過程受多種生產(chǎn)工藝因素的制約。所以，目前加熱爐的優(yōu)化

2、控制策略還不成熟，真正成功的應(yīng)用還不多。存在的主要問題是：(1)精確預(yù)報(bào)被加熱鋼坯溫度分布的數(shù)學(xué)模型存在一定困難。(2)在優(yōu)化加熱爐溫度設(shè)定值時(shí)，由于目標(biāo)函數(shù)包含參數(shù)較多，傳統(tǒng)優(yōu)化算法在實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性方面存在問題。(3)由于加熱爐具有大滯后特性，常規(guī)反饋控制方法對(duì)加熱爐各段爐溫調(diào)整速度較慢。本文針對(duì)以上幾個(gè)問題展開研究。主要研究工作概括如下： 針對(duì)加熱爐生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜、測(cè)量設(shè)備條件有限、檢測(cè)數(shù)據(jù)含有干擾或噪聲的情況，采用統(tǒng)計(jì)方

3、法對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理，排除了噪聲的影響，為開展仿真和建模研究奠定了基礎(chǔ)。 針對(duì)加熱爐爐溫優(yōu)化設(shè)定問題，本文利用機(jī)理分析和離散空間相結(jié)合的方法建立了加熱爐內(nèi)鋼坯溫度變化的二維模型。在綜合考慮加熱生產(chǎn)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，提出了考慮加熱爐各爐溫段的優(yōu)化設(shè)定值以及鋼坯在爐時(shí)間的爐溫優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，并利用遺傳算法獲得了最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明采用遺傳算法比其它傳統(tǒng)優(yōu)化算法在求解精度和穩(wěn)定性上都有明顯的提高。 為解決加熱爐爐溫設(shè)定值的在線調(diào)