連鑄結(jié)晶器液位控制原理與技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)過程變得越來越復(fù)雜，非線性和大滯后特性的傳統(tǒng)建模方法與控制策略已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今復(fù)雜的工業(yè)過程。特別是在煉鋼連鑄過程中，想要將鑄坯品質(zhì)提升和連鑄效率提高重要因素之一就是要很好地控制鋼水液面，結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)的好壞是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)實際過程中，結(jié)晶器工作狀態(tài)是非線性的，同時還受到諸如雜質(zhì)堵塞、拉速改變和結(jié)晶器振動等多種時變性因素的干擾，這些都會給控制過程帶來困難，采用傳統(tǒng)的PID控制技術(shù)難以達(dá)到預(yù)期

2、效果。
　　 針對上述問題，同時查閱大量相關(guān)控制理論的文獻(xiàn)資料。論文提出一種復(fù)合型結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)，它采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PID控制技術(shù)相結(jié)合的控制策略，實現(xiàn)對結(jié)晶器鋼水液位的平穩(wěn)控制。其主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.分析了鋼鐵冶金連鑄過程的生產(chǎn)工藝與漣鋼CSP薄板連鑄的工藝特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合生產(chǎn)實踐過程，對結(jié)晶器液位受到哪些方面因素的影響進(jìn)行總結(jié)和分析。還分析了CSP連鑄控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備、相關(guān)軟件組成和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通

3、迅的機(jī)制。
　　 2.對結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)的設(shè)備組成進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)行分析，指出了該控制系統(tǒng)中遇到的各種問題。根據(jù)現(xiàn)有控制系統(tǒng)在實踐生產(chǎn)過程中對于液位控能的表現(xiàn)，指出漣鋼CSP控制系統(tǒng)的控制策略存在的某些不足之處。
　　 3.RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器設(shè)計方法。第一步先采用非監(jiān)督式學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練出RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)隱層權(quán)值。第二步采用梯度下降法訓(xùn)練線性輸出的權(quán)值，系統(tǒng)的輸入?yún)⒘客ㄟ^RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和自學(xué)習(xí)后。第三步PID的三

4、個參數(shù)整定后直接影響塞棒執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，會有三個脈沖信號對應(yīng)于塞棒驅(qū)動馬達(dá)的正轉(zhuǎn)、停和反轉(zhuǎn)，即對應(yīng)塞棒的上升、靜止和下降三種動作狀況。
　　 通過Matlab實驗仿真結(jié)果表明，論文設(shè)計的結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)表現(xiàn)出較小的超調(diào)量、較短過渡時間和較小穩(wěn)態(tài)誤差的特點(diǎn)。在華菱漣鋼CSP生產(chǎn)設(shè)備上實驗調(diào)取以往的生產(chǎn)數(shù)據(jù)在工業(yè)控制機(jī)和HMI上模擬生產(chǎn)進(jìn)行程序?qū)崿F(xiàn)，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)在大擾動下的系統(tǒng)控制響應(yīng)性能和魯棒性比正在投