基于模糊PID控制的結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)研究.pdf

1、連續(xù)鑄鋼是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)流程中重要的工藝過程，是高質(zhì)量產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，然而在生產(chǎn)過程中有許多因素制約了鑄坯質(zhì)量的提高，其中結(jié)晶器液位穩(wěn)定性是重要的影響因素之一。結(jié)晶器內(nèi)液位的波動會造成保護渣大量卷入鋼水中，因此必須將結(jié)晶器液位波動控制在一個合適的范圍內(nèi)。結(jié)晶器液位波動受塞棒的侵蝕、浸入式水口的堵塞、結(jié)晶器振動等多種因素的影響，而且結(jié)晶器液位系統(tǒng)具有時變形性和非線性特性，因此采用傳統(tǒng)的PID控制已滿足不了當(dāng)前要求，開發(fā)新的控制方法勢

2、在必行。本文在分析常用結(jié)晶器液位控制算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合連鑄過程的特點，提出采用PID控制與模糊控制相結(jié)合的復(fù)合控制方式，并分別設(shè)計了PID控制器與模糊控制器。 本文所采用的液位控制系統(tǒng)是通過采用液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)塞棒來控制結(jié)晶器液位，在對液壓系統(tǒng)理論分析的基礎(chǔ)上建立了較為精確的液壓控制模型和塞棒流量特性模型，根據(jù)流入量與流出量建立了結(jié)晶器液位高度模型，從而構(gòu)成了液位控制的系統(tǒng)控制模型。本文所提出的復(fù)合控制器是由PID控制器與模糊控制器

3、兩個獨立的控制器構(gòu)成，并通過一定的轉(zhuǎn)換條件結(jié)合在一起。PID控制器設(shè)計的關(guān)鍵是對比例、積分、微分等控制參數(shù)的選擇，經(jīng)過多次實驗采用了試湊法來確定控制參數(shù)。模糊控制器的核心是推理機(數(shù)據(jù)庫、規(guī)則庫)，影響控制精度主要為模糊劃分、隸屬函數(shù)、控制規(guī)則等因素，在設(shè)計過程中需不斷修正這些因素。通過在控制仿真軟件MATLAB上進行仿真模擬，發(fā)現(xiàn)該控制器具有良好的控制效果。 仿真實驗結(jié)果表明：模糊PID復(fù)合控制器克服了單純的PID控制器超調(diào)量