蓄热式加热炉炉温广义预测控制器设计与实现

发布时间：2017-09-24 09:23

  本文关键词：蓄热式加热炉炉温广义预测控制器设计与实现

  更多相关文章： 钢铁 加热炉 炉温 广义预测控制 串级控制 多模型切换

【摘要】：钢铁是国民经济基础原料,也是重要的战略物资。钢铁产业是国民经济支柱产业,钢铁产业发展水平是衡量一个国家经济水平与综合国力的重要标志。我国是产钢大国,但离钢铁强国仍有一段距离。近年来我国钢铁产量过剩,钢材市场持续低迷,钢铁企业竞争愈发激烈。在这样的行业背景下,通过改进生产工艺,采用先进控制与优化技术,可以有效地降低生产能耗,带来可观的经济效益,从而显著提高企业竞争力。本文主要研究了钢材轧制过程中加热炉温度的控制问题。针对一条高速线材生产线上的加热炉对象,设计了加热炉炉温广义预测控制器。为充分利用现场原有的测点、执行器和控制回路,采用温度串煤气流量串级控制器结构。外回路为广义预测控制器,内回路保留了现场原有的PID控制器。加热炉炉温广义预测控制器的正式投运,改善了炉温控制品质,降低了加热炉的燃料消耗和钢坯的氧化烧损,取得了可观的经济效益。在实现炉温广义预测控制器时,改进了广义预测控制器的输出限幅策略,提出了一种动态设置控制器输出下限的方法。在最大化控制器输出范围的条件下,解决了输出饱和问题。在解决加热炉待轧工况下炉温控制问题的过程中,提出了一种炉温多模型切换控制策略,较好地解决了加热炉待轧工况下炉温的控制问题。
【关键词】：钢铁 加热炉 炉温 广义预测控制 串级控制 多模型切换
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG155.2;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 课题研究意义10-11
• 1.3 国内外加热炉控制研究概况11-14
• 1.3.1 国内加热炉控制研究概况11-13
• 1.3.2 国外加热炉控制研究概况13-14
• 1.4 本文内容与安排14-15
• 第2章 加热炉工艺与控制系统15-27
• 2.1 加热炉工艺15-21
• 2.1.1 步进式加热炉16-18
• 2.1.2 蓄热式加热炉18-20
• 2.1.3 研究对象介绍20-21
• 2.2 加热炉控制系统介绍21-22
• 2.3 加热炉主要控制回路介绍22-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 炉温广义预测控制器设计与实现27-51
• 3.1 加热炉炉温控制分析27-28
• 3.2 广义预测控制算法简介28-31
• 3.3 炉温广义预测控制器设计31-38
• 3.3.1 炉温广义预测控制回路设计31-33
• 3.3.2 广义预测控制器硬件结构设计33-35
• 3.3.3 广义预测控制器图形界面设计35-37
• 3.3.4 广义预测控制器效果仿真分析37-38
• 3.4 炉温广义预测控制器实现38-50
• 3.4.1 工控机部署38-39
• 3.4.2 内回路参数整定39-41
• 3.4.3 炉温对象模型辨识41-45
• 3.4.4 广义预测控制器整定与投运45-47
• 3.4.5 其他调整47-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 待轧时控制策略设计51-65
• 4.1 待轧工况介绍51
• 4.2 加热炉温度对象建模及分析51-60
• 4.3 多模型控制策略60-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第5章 总结与展望65-69
• 5.1 本文工作内容总结65-66
• 5.2 未来工作展望66-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨春节;造纸机广义预测控制器设计与实施[J];中国造纸学报;2001年01期

2 刘树德;;预测控制器设计的新方法[J];沈阳化工学院学报;1992年04期

3 罗芝芬;田学民;;基于子空间辨识的模型预测控制器经济性能评估方法[J];计算机与应用化学;2011年07期

4 安爱民;赵超;李绍勇;马晶;;提高分布式多预测控制器协调及稳定性的鲁棒区域控制[J];计算机与应用化学;2012年07期

5 纪增浩;李大字;;一种基于分数阶卡尔曼滤波器的模型预测控制器的设计与实现[J];北京化工大学学报(自然科学版);2014年02期

6 毛宗星,陈增强,孙青林,袁著祉;基于频域的广义预测控制器的鲁棒性分析[J];华东理工大学学报;2002年S1期

7 张译江;刘飞;;1种多面体描述的非线性预测控制器综合[J];计算机与应用化学;2011年01期

8 杨治平,刘廷权;基于内模原理的简单PID自校正预测控制器[J];四川轻化工学院学报;1997年02期

9 赵天航,陈增强,袁著祉;多变量PI型有约束后移步限预测控制器在水泥窑控制中的仿真研究[J];工业仪表与自动化装置;1998年06期

10 宋治强;王昕;王振雷;;基于多模型广义预测控制器的DRTO双层结构[J];华东理工大学学报(自然科学版);2014年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘荣成;戴文战;;一种基于残差模型的自调整灰色模糊预测控制器的设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

2 曾杰;梁年生;刘育骐;郭创新;;神经灵敏度预测控制器及其应用[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集（上册）[C];1996年

3 张强;李少远;;广义预测控制器的性能评价与性能改进[A];第二十三届中国控制会议论文集（上册）[C];2004年

4 陈功泉;田学民;;一种基于对应分析的模型预测控制器性能评价与诊断方法研究[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年

5 林茂琼;陈增强;袁著祉;;基于阻尼最小二乘法的鲁棒自校正预测控制器[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年

6 李德伟;席裕庚;;有界扰动系统基于集结的鲁棒预测控制器设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

7 孙明玮;陈增强;袁著祉;;输入加权预测控制器在直流无刷电机中的应用[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年

8 赵天航;陈增强;袁著祉;;两输入两输出PI型广义预测控制器[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年

9 贺艳花;李平;张绍东;;基于CARIMA模型的鲁棒预测控制器的设计[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年

10 曾杰;郭创新;刘育骐;梁年生;;记忆递归网络预测控制器及其在水压频率综合调节中的研究[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 杨青;非线性预测控制器设计及其应用[D];中国石油大学;2007年

2 吕燕;基于动态PLS方法的建模及预测控制器设计[D];浙江大学;2013年

3 王梦灵;基于I/O数据的空间分布系统建模与预测控制器设计[D];上海交通大学;2011年

4 黄鹤;混合H_2/H_∞指标鲁棒模型预测控制器的设计[D];上海交通大学;2011年

5 薛斌强;基于滚动时域优化策略的网络化系统状态估计与控制器设计[D];上海交通大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王育银;磁悬浮系统的隐式广义预测控制器设计[D];国防科学技术大学;2013年

2 王东东;递推辨识算法研究及其在MPC上的应用[D];浙江大学;2016年

3 季冬冬;非线性模型预测控制器的FPGA全硬件实现及应用[D];吉林大学;2016年

4 袁鑫;蓄热式加热炉炉温广义预测控制器设计与实现[D];中国科学技术大学;2016年

5 姜舒;具有性能保证的集结预测控制器分析与设计[D];上海交通大学;2009年

6 应惟伟;集结预测控制器设计与分析[D];上海交通大学;2008年

7 李婧靓;具有输入增量约束的鲁棒预测控制器及其应用[D];上海交通大学;2010年

8 蒋闻;预测控制器设定值柔化因子的在线调整[D];上海交通大学;2009年

9 雷文龙;板—球系统模型预测控制器的设计与实现[D];河南科技大学;2013年

10 陈功泉;多变量模型预测控制器性能监控方法研究[D];中国石油大学;2009年

，

本文编号：910617