蓄热式加热炉炉温广义预测控制器设计与实现

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中国科学技术大学 硕士学位论文 蓄热式加热炉炉温 广义预测控制器设计与实现 作者姓名 学科专业 导师姓名 完成时间- - 訾O - - 群F 黧E l醪、 薛美盛副教授 删卅1 。一、 五月五刀V Un iv e r s it yo fS cie n cea n d T e ch n o lo g yO fC h in a AD is s e r t a t io nf o rM a s t e r D e g r e e - 。-I I--o, D e s iq na n dIm p I e m e n t a t I O nO t G e n e r a liz e dP r e d ict iv eC o n t r o lle r f o rR e h e a t in gF u r n a ce T e m p e r a t u r e A u t h o r SN a m e S p e cia lit y 一一 S u p e r v is o r F in i , h e dt im e indt im e X inY u a n C o n t r o l T h e o r ya n dC o n t r o lE n g in e e r in g A s s o cia t eP r o f M e is h e n gX u e M a y5 m ,2 0 16 中国科学技术大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成 果。除己特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写 , 过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确 的说明。 作者签名蛤 v V _ 签字日期垒迸白二量多 中国科学技术大学学位论文授权使用声明 作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥 有学位论文的部分使用权,即学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入中国学 位论文全文数据库等有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 团公开口保密 年 作者签名袁公 签字日期2 立f 6 煎二圣】 导师签名 签字日期 摘要 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P I D 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 A B S T R A C T S t e e lisw id e lyu s e da u sr a w m a t e r ia linm a n yin d u s t r ie s M e a n w h ile it1 saV e r y im p o r t 觚t 枷o fm a t e r ia l f o rn a t io n a ld e f e n s e S t e e l in d u s t r yiso n eo f 也ep ll炫 in d us t r ie sf o rd o m e s t ic e co n o m y S Ot h a ts t e e l in d u s t r yr e f le ct st h eo v e r a ll n a t io n a l D o w e to faco u I
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