基于T-S模型的加熱爐爐溫建模與控制.pdf

1、加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線上的重要設(shè)備之一，也是鋼鐵工業(yè)中的耗能大戶。煅燒溫度是加熱爐工藝過程控制中最重要的參數(shù)之一，因此提高加熱爐的加熱效率，降低能耗，對(duì)整個(gè)鋼鐵工業(yè)的節(jié)能具有重要的意義。
　　加熱爐是一個(gè)典型的復(fù)雜工業(yè)被控對(duì)象，其間包括熱力學(xué)的、化學(xué)的和物理的各種過程，它具有多變量、時(shí)變、非線性、強(qiáng)耦合、大慣性和純滯后等特點(diǎn)，而且爐內(nèi)鋼溫分布不能直接測(cè)量、外界擾動(dòng)因素多，加熱過程受多種生產(chǎn)工藝因素的制約。本文以蓄熱步進(jìn)梁式加熱爐為背景

2、，利用T-S模糊模型對(duì)爐溫建立預(yù)測(cè)模型，模型辨識(shí)采用前件和后件分開辨識(shí)的方法，針對(duì)傳統(tǒng)FCM算法對(duì)初始值敏感而影響聚類效果、訓(xùn)練速度慢、在迭代時(shí)容易陷入局部極小等缺點(diǎn)，采用減法聚類和FCM算法相結(jié)合的方法辨識(shí)前件，采用最小二乘法來辨識(shí)后件參數(shù)。根據(jù)某鋼廠的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)果表明此方法有效。
　　由于加熱爐工況復(fù)雜、參數(shù)多變，爐溫控制對(duì)控制器要求極高，采用傳統(tǒng)控制方法難以對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效控制。因此，本文設(shè)計(jì)了一種復(fù)合控制器，

3、將多模型模糊預(yù)測(cè)控制與模糊控制通過模糊權(quán)值調(diào)節(jié)器相結(jié)合，利用模糊規(guī)則實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)控制器的平滑切換。該復(fù)合控制器不僅能充分利用多模型預(yù)測(cè)控制優(yōu)良的控制性能，而且可以克服多模型模糊預(yù)測(cè)控制由于反復(fù)求解帶有約束的優(yōu)化問題所造成的運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)。此外，當(dāng)多模型模糊預(yù)測(cè)控制器模型失配而使性能指標(biāo)無法滿足控制要求時(shí)，模糊控制器還可以起到很好的輔助控制作用。
　　仿真結(jié)果表明，該復(fù)合控制器最大程度上彌補(bǔ)了模型失配所帶來的一系列問題，并且