LF炉实验平台终点温度控制系统设计

发布时间：2021-08-26 19:27

　　本课题为“985工程”炼钢-精炼-连铸流程的控制系统集成与流程综合优化实验研究平台建设中的子课题,主要完成了LF精炼炉部分的实验平台终点温度控制系统的设计与实现。该实验平台可以在实验室环境下真实再现实际精炼工艺流程及控制过程,为工业生产的自动化控制与优化研究奠定基础。本文的主要研究内容如下：（1）LF炉实验研究平台控制系统的设计。在LF炉模拟实物与控制系统的基础上,实现LF炉与其他实验平台设备的联网,并完成PLC的模拟实物的控制,并与上位机WinCC界面组态；联动LF炉模拟实物与虚拟现实平台,实现操作平台上同时控制虚拟界面和模拟实物,建成LF炉基础实验平台；（2）基于BP神经网络的LF炉终点温度预报模型的建立。根据能量守恒定律,在研究分析LF炉终点温度影响因素的基础上,通过三明钢厂现场采集数据的输入和训练建立预报模型；通过81组数据验证,LF炉终点温度预报精度为,温度在绝对误差±10。C内命中率为75.4%；最后建立LF炉终点温度预报平台；（3）LF炉终点温度控制的研究和实现。在LF炉终点温度预报模型和机理过程预报的基础上,采用分步控制的思想,在精炼初期经过终点温度的预报和模糊算法的温... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 炼钢-精炼-连铸工艺流程
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 钢铁流程综合自动化研究平台
        1.3.2 LF炉终点温度控制
    1.4 课题主要研究内容
第2章 LF炉实验研究平台控制系统设计
    2.1 炼钢-精炼-连铸综合自动化实验研究平台
        2.1.1 实验研究平台结构
        2.1.2 控制系统网络连接
    2.2 LF炉模拟实物平台控制设计
        2.2.1 LF炉模拟实物平台
        2.2.2 LF炉PLC程序设计
        2.2.3 WinCC监控界面设计
    2.3 LF炉模拟实物与虚拟现实平台通讯
        2.3.1 虚拟现实平台及其通讯
        2.3.2 OPC通讯
        2.3.3 KEPserver配置
        2.3.4 基于VS的通讯转换平台
    2.4 本章小结
第3章 基于BP神经网络的LF炉终点温度预报
    3.1 建立预报模型思路
        3.1.1 LF炉精炼能量分析
        3.1.2 LF炉机理模型与神经网络模型
        3.1.3 BP神经网络建模思路
    3.2 数据样本筛选与预处理
        3.2.1 影响因素的分析
        3.2.2 数据样本的筛选
        3.2.3 数据归一化处理
    3.3 建立LF炉终点温度预报模型
        3.3.1 BP神经网络的原理
        3.3.2 BP神经网络的设计
        3.3.3 BP神经网络建立和训练
        3.3.4 BP神经网络的验证及误差分析
    3.4 LF炉终点温度预报平台
    3.5 本章小结
第4章 基于模糊算法的LF炉终点温度控制研究
    4.1 LF炉终点温度控制基础
        4.1.1 分步控制终点温度方案
        4.1.2 过程机理模型
        4.1.3 LF炉电气特性与供电曲线
    4.2 模糊控制
        4.2.1 模糊控制结构
        4.2.2 模糊控制的知识库和规则库
        4.2.3 精确量的模糊化
        4.2.4 模糊推理
        4.2.5 模糊输出量的精确化
    4.3 基于机理与神经网络预报模型的初步控制
        4.3.1 终点温度控制结构
        4.3.2 预设定模型
        4.3.3 供电量模糊校正设计
        4.3.4 供电策略和终点时间的修正
    4.4 基于终点预报模型的过程控制
        4.4.1 过程校正温度结构
        4.4.2 温度模糊校正设计
        4.4.3 时间修正
        4.4.4 仿真研究
    4.5 LF炉终点温度控制研究平台
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进BP算法的LF炉终点温度预估模型研究[J]. 于瑛,胡文东.  铸造技术. 2013(08)
[2]LF精炼终点钢水温度灰箱预报模型[J]. 付国庆,刘青,汪宙,常健,王彬,谢飞鸣,卢新春,居琪萍.  北京科技大学学报. 2013(07)
[3]电弧炉终点温度的GASVRGM预报模型研究[J]. 张捍东,汤敏,张莉.  自动化仪表. 2013(02)
[4]PLC控制系统在140吨钢包精炼炉的应用[J]. 祖奇,朱树婷,陈贤辉.  工业控制计算机. 2012(05)
[5]SR电弧炉供电曲线的优化建模[J]. 冯琳,毛志忠,袁平.  东北大学学报(自然科学版). 2012(02)
[6]基于案例推理的电弧炉终点预报[J]. 袁平,王福利,毛志忠.  东北大学学报(自然科学版). 2011(12)
[7]电弧炉冶炼终点预报模型的建立与应用[J]. 林银河,周俐,孔辉,袁刚.  安徽工业大学学报(自然科学版). 2010(02)
[8]基于Pro/Mechanism虚拟仿真的六自由度平台实时运动控制[J]. 泮健,刘剑,施光林.  上海交通大学学报. 2009(06)
[9]基于虚拟样机协同仿真平台的电动车DYC控制策略的研究[J]. 管欣,姬鹏,詹军.  系统仿真学报. 2008(09)
[10]基于SVM逆模型的电炉静态温度预报模型研究[J]. 卢春苗,顾佳晨,孙彦广.  仪器仪表学报. 2008(04)

博士论文
[1]基于模糊控制的交通信号控制系统及仿真的研究[D]. 杜爱月.长安大学 2004

硕士论文
[1]转炉炼钢终点碳温预报与控制关键技术研究[D]. 蔡冰尧.天津理工大学 2012
[2]基于粒子群算法的精炼炉供电曲线的多目标优化[D]. 张鲁兵.东北大学 2010
[3]基于Adaboost集成学习算法的LF钢水终点预报模型[D]. 陈志刚.东北大学 2010
[4]电弧炉供电曲线的综合优化[D]. 何玲.东北大学 2009
[5]基于神经网络的LF炉终点预报研究[D]. 马英花.东北大学 2008
[6]精炼炉钢水成分的预报及终点控制[D]. 周世龙.东北大学 2008
[7]Consteel电炉自动化控制系统的研究[D]. 张亚文.东北大学 2008
[8]转炉炼钢终点准动态控制系统研究[D]. 代友训.重庆大学 2007
[9]基于模糊控制的电炉温度器的研究与实现[D]. 李雪梅.山东大学 2006
[10]转炉炼钢终点静态控制预测模型[D]. 黄金侠.天津大学 2005



本文编号：3364828