連續(xù)退火爐加熱段過程帶溫模型建立.pdf

1、寶鋼1550冷軋連續(xù)退火爐是生產(chǎn)高質(zhì)量深沖汽車板生產(chǎn)線上重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，其功能是對表面清潔過的冷卻鋼帶根據(jù)設(shè)定的帶溫（Strip Temp.）曲線逐次進(jìn)行預(yù)熱、輻射管加熱、輻射管均熱、氣體噴射冷卻、輥?zhàn)永鋮s、過時效、最后冷卻等七道工序，最終出爐打卷成為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。 在工藝中，輻射管加熱段中帶鋼出爐溫度最重要，所以本文專門對連續(xù)退火爐加熱段的帶溫模型進(jìn)行研究，其他段帶溫模型就不再研究了。 由于連續(xù)退火爐是一個非線性、時變

2、、多變量緊密耦合、大時滯的控制對象，其工業(yè)過程控制中復(fù)雜的系統(tǒng)難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。采用固定參數(shù)的PID控制，難以在穩(wěn)定性和控制品質(zhì)之間取得折衷，造成帶溫實(shí)際值與設(shè)定值偏差很大。采用基于過程的機(jī)理模型進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)，難以得到較好的控制效果，因此有必要對該模型進(jìn)行研究，來指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)。 根據(jù)輻射傳熱原理，可以得到連續(xù)退火爐靜態(tài)模型和動態(tài)模型。但在實(shí)際過程中，隨著設(shè)備狀況、環(huán)境、鋼種的變化，靜態(tài)模型和動態(tài)模型的參數(shù)需要不斷地辨識和

3、優(yōu)化。 本文結(jié)合該連續(xù)退火爐的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，采用兩種數(shù)學(xué)方法：最小二乘法及模糊控制原理來分別建立連續(xù)退火爐的帶溫模型，并對模型輸出的預(yù)測值與實(shí)測值進(jìn)行比較。其中，文章前半部分論述的是在海量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，用最小二乘法的指導(dǎo)思想，對連續(xù)退火爐已得的靜態(tài)和動態(tài)模型，通過最小二乘算法對模型的參數(shù)進(jìn)行辨識，完善模型結(jié)構(gòu)；同時介紹了最小二乘算法的編程思想，并通過對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型辨識及MATLAB仿真來證明該算法的可用性。文章后半部分論述的是用

4、模糊控制原理，采用王立新提出的Wang-Mendel方法，對現(xiàn)場實(shí)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊規(guī)則提取，并建立控制參數(shù)與產(chǎn)品輸出質(zhì)量的關(guān)系模型，并就訓(xùn)練樣本的個數(shù)、變量論域上模糊集合數(shù)以及輸入變量的選擇等對預(yù)測模型精度的影響進(jìn)行討論；同時，對模糊數(shù)學(xué)的基本概念進(jìn)行了描述，內(nèi)容包括模糊集合、隸屬度函數(shù)、模糊規(guī)則、模糊推理等，然后描述了模糊規(guī)則提取、合并、推算的步驟方法，還介紹了模糊預(yù)測模型的基本結(jié)構(gòu)，內(nèi)容包括模糊規(guī)則庫、模糊推理機(jī)、模糊化接口、解模糊