基于模糊PID控制的結晶器液位控制系統(tǒng)研究.pdf

1、連續(xù)鑄鋼是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)流程中重要的工藝過程，是高質(zhì)量產(chǎn)品生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)之一，然而在生產(chǎn)過程中有許多因素制約了鑄坯質(zhì)量的提高，其中結晶器液位穩(wěn)定性是重要的影響因素之一。結晶器內(nèi)液位的波動會造成保護渣大量卷入鋼水中，因此必須將結晶器液位波動控制在一個合適的范圍內(nèi)。結晶器液位波動受塞棒的侵蝕、浸入式水口的堵塞、結晶器振動等多種因素的影響，而且結晶器液位系統(tǒng)具有時變形性和非線性特性，因此采用傳統(tǒng)的PID控制已滿足不了當前要求，開發(fā)新的控制方法勢

2、在必行。本文在分析常用結晶器液位控制算法的基礎上，結合連鑄過程的特點，提出采用PID控制與模糊控制相結合的復合控制方式，并分別設計了PID控制器與模糊控制器。 本文所采用的液位控制系統(tǒng)是通過采用液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)塞棒來控制結晶器液位，在對液壓系統(tǒng)理論分析的基礎上建立了較為精確的液壓控制模型和塞棒流量特性模型，根據(jù)流入量與流出量建立了結晶器液位高度模型，從而構成了液位控制的系統(tǒng)控制模型。本文所提出的復合控制器是由PID控制器與模糊控制器

3、兩個獨立的控制器構成，并通過一定的轉換條件結合在一起。PID控制器設計的關鍵是對比例、積分、微分等控制參數(shù)的選擇，經(jīng)過多次實驗采用了試湊法來確定控制參數(shù)。模糊控制器的核心是推理機(數(shù)據(jù)庫、規(guī)則庫)，影響控制精度主要為模糊劃分、隸屬函數(shù)、控制規(guī)則等因素，在設計過程中需不斷修正這些因素。通過在控制仿真軟件MATLAB上進行仿真模擬，發(fā)現(xiàn)該控制器具有良好的控制效果。 仿真實驗結果表明：模糊PID復合控制器克服了單純的PID控制器超調(diào)量