神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制在加熱爐爐溫控制與優(yōu)化中的應(yīng)用.pdf

1、加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線上的重要設(shè)備之一，也是鋼鐵工業(yè)中的耗能大戶，因此提高加熱爐的加熱效率，降低能耗，對整個鋼鐵工業(yè)的節(jié)能具有重要的意義。特別是隨著現(xiàn)代化軋機向連續(xù)、大型、高速、高精度和多品種方向發(fā)展，對冶金加熱爐的模型研究和優(yōu)化控制提出了越來越高的要求。但由于加熱爐是一個典型的復(fù)雜工業(yè)被控對象，其間包括熱力學(xué)的、化學(xué)的和物理的各種過程，它具有多變量、時變、非線性、強耦合、大慣性和純滯后等特點，而且爐內(nèi)鋼溫分布不能直接測量、外界擾動因素多，

2、加熱過程受多種生產(chǎn)工藝因素的制約。因此加熱爐的優(yōu)化控制是一個復(fù)雜的控制與優(yōu)化問題，采用常規(guī)控制技術(shù)難以取得良好的優(yōu)化控制效果。
　　本文從鋼坯加熱爐生產(chǎn)實際和現(xiàn)代工業(yè)復(fù)雜化的實際出發(fā)，闡述了加熱爐優(yōu)化控制的應(yīng)用現(xiàn)狀與研究現(xiàn)狀，并指出了目前加熱爐優(yōu)化控制中存在的問題。
　　針對鋼坯加熱爐系統(tǒng)非線性、大慣性、大滯后的問題，本文在查閱大量相關(guān)參考文獻的基礎(chǔ)上，結(jié)合鋼坯加熱爐的生產(chǎn)實際，提出采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測控制策略對加熱爐爐溫

3、進行控制。
　　首先建立加熱爐的爐溫預(yù)測模型。由于加熱爐是復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，難以用精確的數(shù)學(xué)模型來描述。本文以現(xiàn)場數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立爐溫的預(yù)測模型以預(yù)測爐溫的未來輸出值，并采用反饋校正，以克服系統(tǒng)中由于其他不確定性擾動造成的模型預(yù)測誤差，得到較為精確的爐溫預(yù)測值。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)定義的二次性能指標(biāo)建立爐溫優(yōu)化控制器，對控制變量進行滾動優(yōu)化，得到系統(tǒng)未來的控制序列。MATLAB仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)對爐溫的變化具有很好的