結晶器液位控制系統(tǒng)研究.pdf

1、結晶器液位控制是連鑄過程控制中的重要環(huán)節(jié)，結晶器液位控制的穩(wěn)定性和控制精度是安全生產(chǎn)和保證鑄坯質(zhì)量穩(wěn)定不可或缺的部分。針對傳統(tǒng)PID在結晶器液位控制應用中存在抗擾動性能差的問題，本文對PID控制方案進行了改進，嘗試引入了模糊-預測-PID復合控制方案，對結晶器液位控制器的設計進行了較為深入的分析和研究。本文主要完成了以下研究工作及內(nèi)容:
　　(1)結晶器液位控制系統(tǒng)的分析與建模。通過對結晶器液位控制系統(tǒng)結構分解，詳細分析了結晶器液

2、位控制系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)動靜態(tài)特性，建立了相應的對象模型，并對模型進行適當?shù)暮喕酝怀龈鱾€環(huán)節(jié)的主要特點，確定被控對象的模型。
　　(2)結晶器液位串級控制器的設計。本文設計一種結晶器液位串級控制系統(tǒng)，其中滑動水口位移控制回路為內(nèi)回路，結晶器液位控制回路為外回路。采用非線性補償環(huán)節(jié)、前饋控制策略、自整定PID控制器以及模糊控制策略和預測控制策略相結合的控制方案，克服了滑動水口非線性流量特性和中間包鋼水液位對結晶器液位的影響，同時克服了

3、由拉坯速度變化、未建模動態(tài)和傳感器測量噪聲等引起的擾動影響。
　　(3)結晶器液位控制方案的仿真與分析。本文對雙回路PID、模糊-PID、預測-PID以及模糊-預測-PID四種復合控制方案進行仿真分析。雙回路PID在未加任何擾動的情況下表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)態(tài)性能，但加入了噪聲擾動后，表現(xiàn)出明顯的振蕩，控制的抗擾動性能較差;模糊-PID復合控制器響應時間短，穩(wěn)態(tài)偏差小，但確實會存在偏差，加入拉速變化擾動時，存在著一定程度的波動;預測-P