大系統(tǒng)理論在鋼鐵冶金加熱過程中的應用研究.pdf

1、論文的研究工作是以某型鋼廠加熱爐控制系統(tǒng)研究項目為背景展開的。加熱爐是冶金行業(yè)中的重要熱工設備,擔負著為軋制工序提供加熱質量合格鋼坯的任務。對加熱爐以節(jié)能降耗為目標的控制策略和方法的研究一直是冶金自動化領域研究的熱點。因此在鋼鐵冶金行業(yè)競爭日趨激烈的今天,如何實現(xiàn)加熱爐的有效控制,有著重要的意義。加熱爐控制的難點和重點在于燃燒過程是受隨機因素干擾的、具有大慣性、純滯后的非線性過程,因而很難用簡單方法建立其精確模型。然而對于大系統(tǒng)問題來說

2、,如果目標函數(shù)可分,利用傳統(tǒng)的遞階優(yōu)化理論可以解決其控制和優(yōu)化問題。由于被控對象涉及的變量多,關聯(lián)復雜,各個子系統(tǒng)相互有關聯(lián),可用分解協(xié)調算法來建模和優(yōu)化。所以把大系統(tǒng)理論應用到加熱爐控制中,對于加熱爐控制的學術研究和工程應用將會產(chǎn)生積極的推動作用。論文以較好的邏輯闡述了加熱爐大系統(tǒng)控制的設計思想,體現(xiàn)了作者的大量工作和獨特貢獻。具體包括:①將大系統(tǒng)理論引入加熱爐控制系統(tǒng),從大系統(tǒng)的角度進行了對象特性分析;②采用機理分析建立加熱爐模型,

3、提出用三次函數(shù)描述爐溫分布,討論了建立鋼溫預估計模型的三種主要方法,從建模的難度、算法的收斂性、實時性和模型的自適應性等多個方面進行了分析;③根據(jù)爐溫分布與鋼溫變化唯一對應的特點,提出一種以優(yōu)化鋼坯升溫曲線來逆推爐溫分布的新方法。對鋼坯升溫優(yōu)化模型中目標函數(shù)及約束條件的確定進行分析,更全面地兼顧了鋼坯質量與節(jié)能,使爐溫設定更符合生產(chǎn)目標;④在分散控制的基礎上,分析系統(tǒng)中各擾動量影響,提出以各加熱段爐溫和空燃比作為關聯(lián)變量構成遞階控制,增