結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)研究.pdf

1、結(jié)晶器液位控制是連鑄過程控制中的重要環(huán)節(jié)，結(jié)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(jié)晶器液位控制應(yīng)用中存在抗擾動性能差的問題，本文對PID控制方案進(jìn)行了改進(jìn)，嘗試引入了模糊-預(yù)測-PID復(fù)合控制方案，對結(jié)晶器液位控制器的設(shè)計進(jìn)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(jié)晶器液位控制系統(tǒng)的分析與建模。通過對結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分解，詳細(xì)分析了結(jié)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(yīng)的對象模型，并對模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕酝怀龈鱾€環(huán)節(jié)的主要特點(diǎn)，確定被控對象的模型。
　　(2)結(jié)晶器液位串級控制器的設(shè)計。本文設(shè)計一種結(jié)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(jié)晶器液位控制回路為外回路。采用非線性補(bǔ)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(yù)測控制策略相結(jié)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(jié)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(jié)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(yù)測-PID以及模糊-預(yù)測-PID四種復(fù)合控制方案進(jìn)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(fù)合控制器響應(yīng)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(yù)測-P