加热炉加热过程优化控制系统的研究与应用

针对鞍钢线材加热炉存在的问题,建立了在线实时专家系统主控模型和基于传感器的在线实时最佳燃烧状态、空燃比例、炉膛炉压等辅助动态优化模型.针对加热炉各种工程情况下的主要过程参数,设计了加热炉专家模型数据库,绘制了控制系统结构及工作原理图;经过多次实际操作、反复修正,确定系统能够达到预期的功能,实现了加热炉加热过程优化控制;改善了加热炉的生产状况,提高了产品的质量,具有一定的推广价值.     

聚合物热成型加热机理模型的研究及优化

根据热成型生产过程的特点,以实现热成型生产过程自动化、产品质量提高以及节能减耗为前提,分析了片材在加热炉内的加热过程.片材在加热炉内加热并获得能量是通过以下三种传热方式:加热瓦对片材的辐射传热、炉内空气对片材的对流传热以及片材之间的热传导过程,在此基础上建立了片材在加热炉内加热过程的数学模型,且分析了模型中影响模型的几个主要参数以及模型线性化所产生的误差.最后制定了聚合物热成型加热的设定值稳态优化算法,并建立了以产品质量和节能降耗为目标的优化目标模型,利用遗传算法计算出一组工艺参数下的加热瓦最优设定值,在一定的程度上提高了产品的质量和实现了节能减耗.     

中频感应加热炉温度优化控制实现

在炼钢轧钢过程中应用中频感应加热时由于钢坯入炉温度分布不均,变化较大,而人工操控加热炉难以达到钢坯出炉温度的准确性和稳定性,导致轧钢性能变差。为此,本文通过采用分层优化的方法,利用PPI协议从西门子PLC获取实时数据,并通过数据建模方法建立钢坯加热过程模型,采用专家经验设计优化方案,并将加热电压优化曲线下传给PLC。在PLC端采用分段PID算法实现电压曲线的跟踪控制。实验结果表明本文的分层优化控制方法取得了很好的效果。     

基于遗传算法的加热炉支管平衡控制

本文提出采用免疫遗传算法作为加热炉支管温度平衡模型预测控制的优化方法,在线实时求解最优控制律,从而有效地克服了传统优化方法解决此问题的不足.将此算法应用于常减压装置加热炉支管温度平衡控制中,仿真试验结果显示了该方法的有效性.     

加热炉动态优化控制策略的开发

本文将以板坯加热炉离散状态空间模型为基础,研究开发加热炉的动态优化控制策略。鉴于加热炉生产过程的复杂性,作者把加热炉的控制策略分解为二部分:稳态最优化炉温设定值的求取及炉温设定值的动态补偿。稳态最优化中采用了启发式搜索方法,而动态补偿则基于前馈-反馈原理。本文所提出的启发式搜索(Heuristic Search)方法具有计算量小,收敛速度快等优点,而动态补偿又具有较强的克服加热炉复杂多变的工况扰动影响的能力。通过在工业现场的近一年的连续运行表明,该优化控制策略的性能明显优于原常规燃烧控制系统,并能降低能耗9%,减少钢坯烧损0.18%,直接经济效益达100万元/年以上。     

一类带调节因子的状态反馈控制设计

讨论了线性时滞系统带调节因子的状态反馈控制问题. 减小调节因子时, 所允许的时滞范围将得到扩大. 时滞固定时, 不同的调节因子导致不同的反馈增益, 从而可以通过选取合适的调节因子来优化闭环系统的动态性能. 通过设计调节因子的自适应律, 并将其引入到反馈增益存在的条件中, 得到了实时变化的反馈增益. 与用固定反馈增益所取得的控制效果相比较, 本文方法具有更弱的保守性, 且系统的动态性能更优. 仿真示例验证了本文方法的有效性.     

基于HPSO的钢坯加热过程炉温优化设定

针对一种蓄热推钢式加热炉三个加热区的炉温稳态优化问题,本文提出了一种混合粒子群优化(HPSO)方法.首先,基于钢坯导热偏微分方程和边界条件,建立钢坯温度预报模型.然后,采用HPSO算法确定最佳稳态炉温,即炉温控制的参考输入.该方法利用混沌机制产生初始种群,通过免疫和克隆来提高粒子群优化(PSO)算法的全局搜索能力和搜索精度.     

GE Fanuc iFIX软件在钢铁行业中的应用

本文主要介绍了iFIX人机界面组态软件在宝钢集团上钢五厂电渣中心燃气加热炉DCS控制系统中的应用,通过iFIX软件实现上位计算机与霍尼威尔DCS控制器的数据通讯和组态开发,从而实现8台加热炉动态画面监控、历史趋势曲线管理、加热工艺曲线管理、实时加热曲线管理、报警记录等功能,并且讨论了iFIX组态中涉及到的一些采用特殊功能实现的解决方案,为用户提供了非常便捷友好的人机界面。     

一种电加热炉快速温度调节方法

0　引言对热处理电加热炉进行温度控制的要求是控制系统能够满意地跟踪设定的温度曲线 ,即要求所设计的调节器具有较强地跟踪伺服信号的能力、良好的稳态性能及平稳的动态性能。实际上 ,对于电加热炉这种对象 ,由于其动态特性具有较大的容积滞后 ,温度上升和下降呈严重的不对称性 ,因此基于反馈原理的ＰＩＤ调节器用于控制此类对象 ,稳定时间比较长 ,不能很好地满足工艺要求。本文推荐一种快速温度调节器 ,引入模型算法控制提高了控制速度 ,在电加热炉上试用 ,效果令人满意。1　模型算法控制 (ＭＡＣ)原理模型算法控制 (ＭＡＣ)是根据过程脉…     

面向自由飞行目标捕获的四旋翼最优轨迹规划

自由飞行目标物捕获作为动态任务，在其被执行的过程中，四旋翼不仅要规划出一条时间最优的追踪轨迹，而且还要根据目标物的位置反馈信息实时对轨迹进行重新规划，以实现在最短的时间内追上目标物.针对这一问题，提出了诱导时间最优MPC （model predictive control）算法用于四旋翼的轨迹规划.该算法通过宽松约束条件下时间最优轨迹的引导，利用MPC的滚动优化策略，可以在每个控制周期内用反馈信息实时求解时间最优的追踪轨迹.为了躲避追踪路径中的障碍物，本文还提出了一种用动态线性约束表示障碍物的方法，以提高障碍物约束下轨迹求解的效率.结合诱导时间最优MPC的算法，可以在线实时地求解出具有障碍物避碰能力的时间最优轨迹.仿真结果表明了本文提出算法的有效性，其高效的计算效率也能满足实际系统对算法实时性的要求.     

密闭鼓风炉的混合故障诊断方法

以密闭鼓风炉为研究对象，在利用小波分析进行数据预处理的基础上，将专家系统、模糊控制、神经网络等先进的理论和技术有机地结合起来，提出了模块化的混合故障诊断系统，同时给出了系统框图，并详细说明了各组成部分的结构和功能，从而实现了对整个密闭鼓风炉生产系统的状态监测和故障诊断，避免了对炉况的漏判或误判。     

基于OPTO22 SNAP I/O的竖炉球团计算机控制系统

针对球团厂5m2竖炉球团工程的实际情况,选用了美国OPTO22公司SNAP I/O控制系统作为系统的软、硬件平台,在此平台基础上完成了系统控制与人机界面的软件编制开发工作.从控制系统的构成、硬件配置、控制方式、上位机功能以及竖炉工程中关键工序的控制策略和实现方法等方面讨论了基于OPTO22 SNAP I/O的竖炉球团计算机控制系统.现场运行结果表明竖炉球团工艺过程采用OPTO22 SNAP I/O控制系统后,可提高工艺控制的准确性、科学性,提高球团的生产质量.     

基于重置状态观测器的加热炉随机扰动自抗扰控制方法

针对钢坯加热过程中炉温控制存在严重的外部随机扰动问题,提出一种基于重置状态观测器的加热炉随机扰动自抗扰控制方法,其核心思想是将随机扰动对炉温控制系统状态的影响归结为对输出的影响,并进行主动补偿.首先,设计一个自适应重置状态观测器来快速跟踪系统的状态;其次,设计一个随机扰动估计器来估量这些扰动,并补偿于系统的输入通道;最后,设计基于重置状态观测器的加热炉随机扰动自抗扰控制系统,并进行数值仿真验证所提出方法的有效性和优越性.     

板坯加热炉的递阶计算机控制

本文以作者开发的板坯加热炉离散状态空间模型为基础提出了以启发式搜索方法求解加 热炉炉温设定值最优化问题的原理,并介绍了基于上述原理的加热炉递阶计算机控制系统的 设计与实施.该系统经过一年多连续运行表明其控制准确、性能可靠,降低能耗9%,明显提 高钢坯的加热质量,直接经济效益可达100万元/年以上.     

基于虚拟仪器技术的煤气发生炉气化层温度控制系统设计

以煤为原料的间歇式固定层煤气发生炉(简称造气炉)气化层温度和状态是造气炉正常运行和提高制气能力，节能降耗的关键参数，是实现造气炉闭环控制的先决条件。基于LabV1EW的虚拟仪器温度测控系统是针对造气炉工艺流程的运行特点的要求而设计的，通过在线气化层温度测量，实时检测造气炉温度状态和变化趋势，实现对工艺参数的动态调整和闭环控制。该文介绍了利用虚拟仪器技术的软件开发平台LavV1EW，造气炉气化层温度的实时测控的设计方案、软件设计和系统实现。     

多段电阻炉温度控制系统的设计与实现

针对具有大滞后、时变性和控制动作单向性等特点的炉温控制系统,提出了一种比例、积分自校正PID算法与多修正因子模糊控制算法相结合的Fuzzy-PID复合控制算法;以西门子PLC为控制核心,以固态继电器为执行器,通过调功的方法来达到控制温度的目的;并在具体实验中对比了多种控制算法的控制效果,验证了该设计方法的优越性和有效性.     

板坯加热炉的递阶计算机控制

本文以作者开发的板坯加热炉离散状态空间模型为基础提出了以启发式搜索方法求解加热炉炉温设定值最优化问题的原理,并介绍了基于上述原理的加热炉递阶计算机控制系统的设计与实施.该系统经过一年多连续运行表明其控制准确、性能可靠,降低能耗9％,明显提高钢坯的加热质量,直接经济效益可达100万元/年以上.     

钢坯加热炉计算机控制动态数学模型的开发

本文论述了一个应用于加热炉计算机控制和优化操作的离散状态空间模型的开发.模型 基于描述钢坯不稳定导热的两维偏微分方程的相应的边界条件,应用系统分解和离散化方法, 最终转化为由一系列相互关联的子系统组成的大规模离散状态方程.根据加热炉的可测炉段 温度和钢坯的几何尺寸、钢种、移动速度等有关操作条件,模型实时地给出钢坯在炉内任意位 置温度分布的动态响应. 由大型加热炉工业试验数据表明,模型的精度能满足工程应用的要求. 本文还提出了应用数学模型实现加热炉递阶计算机空子的策略.     

自动燃烧控制中模糊优化的实现

利用模糊系统来计算炉内每块板坯对应的最佳温升曲线，然后利用该最佳温升曲线来计算加热炉的设定炉温。由于模糊系统在自动燃烧控制模型内部，因此在每个周期计算中都会根据当前板坯的情况来动态修改最佳升温曲线，从而使加热炉的设定炉温始科处于优化状态，仿真结果表明引入这种算法可以在保证板坯加热质量的同时，有效地降低系统功耗。     

计算机控制力学持久机炉温的数学模型

本文讨论利用现代控制理论的一个实际例子.被控制的对象是一个带有两个独立绕组的电炉,采用两个热电偶来测量两个不同点上的炉温.炉子上、下部分的温度控制精度优于 2C.将被控对象处理为具有两个变量的LQG系统.数学模型由动态数学模型,卡尔曼 (Kalman)滤波器,最佳状态反馈及自适应设置点跟踪组成. 此系统已对70多台同类型炉子实现了群控.