脉冲燃烧式退火炉温度控制系统的研究

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1、脉冲燃烧式退火炉温度控制系统的研究StudyofTemperatureControlSystemtothePulseCombustionAnnealingFurnace研究生：郭雯校内导师：李界家教授校外导师：李玉伟高级工程师学科领域：控制工程二〇一六年四月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文脉冲燃烧式退火炉温度控制系统的研究作者姓名：郭雯入学年份：2012年9月指导教师：李界家教授学科领域：控制工程校外导师：李玉伟高级工程师申请学位：工学硕士所在单位：信息与控制工程学院论文

2、提交日期：2016年4月论文答辩日期：2016年6月学位授予日期：2016年6月答辩委员会主席：厉伟答辩委员会组成：厉伟马斌乔枫王长涛夏兴华论文评阅人：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大

3、学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：年月日期：年月硕士研究生毕业论文摘要I摘要退火炉在钢铁工业中占有十分重要的地位。因为温度控制具有大惯性、滞后性、非线性

4、和强耦合的特点，在常规的温度控制系统中，控制器是难以全面考虑各种因素对控制对象产生的影响。如果不能及时准确地调节和稳定地控制温度，就会直接影响到整个退火过程，甚至影响到退火产品质量。所以，需要研究新型的智能温度控制器，使得温度控制更加准确和稳定。本课题的研究内容来源于“甲醇生产线温度检测系统”和“特钢退火炉设计”的实际工程，主要设计了退火炉结构设计、部分硬件控制系统设计，并提出了针对退火炉温度均匀性控制策略。主要完成以下工作：(1)退火炉的硬件系统设计主要包括硬件系统结构设计，温度检测电路设计，热

5、电偶的选型及组态，点火系统的设计等。(2)根据工程的实际需要，提出了退火炉温度控制系统按升温阶段、保温阶段、降温阶段的分段控制策略，重点研究了保温阶段的控制策略，设计了以模糊PID为主控器，以神经网络为优化调节器，实现BP神经网络和模糊PID的复合控制，在控制策略上，即考虑到各温度区的控制性能，又兼顾其他温度区的调节性能，使各区温度具有良好的动态性能和稳态性能，保持温度控制的均匀性。(3)设计PLC与工控机组成的双控制器，温度控制系统选择工业装配型热电偶作为温度测量装置，选取西门子PLC作为控制器

6、，其中包括执行通道的PLC扩展模块和信息采集通道的模拟量输入模块。通过I/O接口DB3102与西门子PLCS7-300进行通信。这种组合的控制器既可以充分发挥PLC在工业领域兼容性好，扩展容易，稳定性强的优点，还体现出了工控机容易实现神经网络智能算法控制的优势。仿真实验结果表明：采用神经网络和模糊PID的复合控制具有良好的动态性能和稳态性能，提高了控制效果。关键词：退火炉；脉冲燃烧；分段控制；神经网络硕士研究生学位论文摘要II硕士研究生毕业论文AbstractIIIAbstractAnnealin

7、gfurnaceplaysanimportantroleinthesteelindustry.Becausethetemperaturecontrolhasthecharacteristicsoflargeinertia,hysteresis,nonlinearityandstrongcoupling,itisdifficulttoconsidertheinfluenceofvariousfactorsonthecontrolobjectintheconventionaltemperatureco

8、ntrolsystem.Ifitcannottimelyandaccuratelyadjustandstabilizethetemperature,itwilldirectlyaffectthewholeannealingprocess,andevenaffectthequalityofannealingproducts.Therefore,itneedstostudythenewintelligenttemperaturecontroller,whichmakesthetempe