大系統(tǒng)理論在鋼鐵冶金加熱過程中的應(yīng)用研究.pdf

1、論文的研究工作是以某型鋼廠加熱爐控制系統(tǒng)研究項(xiàng)目為背景展開的。加熱爐是冶金行業(yè)中的重要熱工設(shè)備,擔(dān)負(fù)著為軋制工序提供加熱質(zhì)量合格鋼坯的任務(wù)。對(duì)加熱爐以節(jié)能降耗為目標(biāo)的控制策略和方法的研究一直是冶金自動(dòng)化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。因此在鋼鐵冶金行業(yè)競爭日趨激烈的今天,如何實(shí)現(xiàn)加熱爐的有效控制,有著重要的意義。加熱爐控制的難點(diǎn)和重點(diǎn)在于燃燒過程是受隨機(jī)因素干擾的、具有大慣性、純滯后的非線性過程,因而很難用簡單方法建立其精確模型。然而對(duì)于大系統(tǒng)問題來說

2、,如果目標(biāo)函數(shù)可分,利用傳統(tǒng)的遞階優(yōu)化理論可以解決其控制和優(yōu)化問題。由于被控對(duì)象涉及的變量多,關(guān)聯(lián)復(fù)雜,各個(gè)子系統(tǒng)相互有關(guān)聯(lián),可用分解協(xié)調(diào)算法來建模和優(yōu)化。所以把大系統(tǒng)理論應(yīng)用到加熱爐控制中,對(duì)于加熱爐控制的學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用將會(huì)產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。論文以較好的邏輯闡述了加熱爐大系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)思想,體現(xiàn)了作者的大量工作和獨(dú)特貢獻(xiàn)。具體包括:①將大系統(tǒng)理論引入加熱爐控制系統(tǒng),從大系統(tǒng)的角度進(jìn)行了對(duì)象特性分析;②采用機(jī)理分析建立加熱爐模型,

3、提出用三次函數(shù)描述爐溫分布,討論了建立鋼溫預(yù)估計(jì)模型的三種主要方法,從建模的難度、算法的收斂性、實(shí)時(shí)性和模型的自適應(yīng)性等多個(gè)方面進(jìn)行了分析;③根據(jù)爐溫分布與鋼溫變化唯一對(duì)應(yīng)的特點(diǎn),提出一種以優(yōu)化鋼坯升溫曲線來逆推爐溫分布的新方法。對(duì)鋼坯升溫優(yōu)化模型中目標(biāo)函數(shù)及約束條件的確定進(jìn)行分析,更全面地兼顧了鋼坯質(zhì)量與節(jié)能,使?fàn)t溫設(shè)定更符合生產(chǎn)目標(biāo);④在分散控制的基礎(chǔ)上,分析系統(tǒng)中各擾動(dòng)量影響,提出以各加熱段爐溫和空燃比作為關(guān)聯(lián)變量構(gòu)成遞階控制,增