基于案例推理的熱軋層流冷卻過程建模與控制研究.pdf

1、熱軋層流冷卻過程是通過層流冷卻裝置將帶鋼按照工藝的要求從終軋溫度冷卻到相變后的卷取溫度，最終獲得性能良好的熱軋帶鋼產(chǎn)品。由于熱軋層流冷卻過程具有強(qiáng)非線性、參數(shù)時(shí)變、工況變化頻繁、以及冷卻帶鋼的溫度不能連續(xù)檢測(cè)等綜合復(fù)雜特性，給其過程建模與控制帶來了很大的難度。在實(shí)際生產(chǎn)中，層流冷卻過程控制對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量和熱軋冷卻設(shè)備的安全可靠運(yùn)行都具有重要的意義。本文以國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃課題“復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)智能控制理論與算法研究”為背景，

2、針對(duì)熱軋層流冷卻過程的建模與控制中存在的關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入的研究。本文的工作具體分為以下幾個(gè)方面：1綜述了熱軋層流冷卻過程的建模與控制方面的研究現(xiàn)狀；對(duì)案例推理技術(shù)及其應(yīng)用研究狀況，包括案例檢索、案例調(diào)整、案例修正和案例庫維護(hù)等問題進(jìn)行了綜述；概述了工業(yè)過程仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀；在上述綜述的基礎(chǔ)上，開展了熱軋層流冷卻過程建模與控制方法的研究。 2針對(duì)層流冷卻過程強(qiáng)非線性，參數(shù)時(shí)變，換熱系數(shù)難以確定，難以用精確數(shù)學(xué)模型描述等問題，將

3、機(jī)理建模方法與智能方法相結(jié)合，建立了層流冷卻過程的動(dòng)態(tài)模型；提出了基于案例推理技術(shù)的層流冷卻過程動(dòng)態(tài)模型的參數(shù)辨識(shí)方法；以此為基礎(chǔ)，提出了層流冷卻過程控制的被控對(duì)象模型和帶鋼在冷卻過程中的溫度預(yù)測(cè)模型。 3針對(duì)熱軋層流冷卻過程強(qiáng)非線性，參數(shù)時(shí)變，工況變化頻繁，帶鋼在冷卻過程中的溫度變化不能連續(xù)檢測(cè)，難于實(shí)現(xiàn)帶鋼從終軋溫度按工藝要求的溫降速率控制到工藝規(guī)定的卷取溫度的難題，提出了由回路設(shè)定級(jí)和回路控制級(jí)二層結(jié)構(gòu)組成的層流冷卻過程智

4、能控制方法；提出了基于案例推理的冷卻單元開啟控制的智能設(shè)定方法，根據(jù)層流冷卻過程中帶鋼的實(shí)時(shí)運(yùn)行工況采用案例推理技術(shù)實(shí)時(shí)設(shè)定冷卻單元開啟數(shù)，以及起始冷卻單元，噴水模式，控制帶鋼由終軋溫度冷卻到工藝指標(biāo)規(guī)定的卷取溫度。 4在本文提出的熱軋層流冷卻過程智能建模與智能控制方法的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于PC機(jī)平臺(tái)的仿真軟件包。結(jié)合某鋼鐵公司熱軋帶鋼層流冷卻過程，采用該軟件包進(jìn)行了所提出的智能建模方法的仿真實(shí)驗(yàn)，表明了所提出建模方法的有效性。同