型钢加热炉温度控制系统设计及仿真研究毕业论文

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1、型钢加热炉温度控制系统设计及仿真研究毕业论文目录摘要IIAbstractIII第一章绪论11.1概述11.2国内外现状11.3本设计的研究内容21.4小结3第二章加热炉工艺及难点分析4.21加热炉工艺流程42.2燃烧机理分析52.3加热炉工艺要求72.3.1炉膛温度72.3.2燃烧过程82.3.3炉膛压力82.3.4送风管总压力92.4加热炉难点分析92.4.1被控对象特性92.4.2加热炉控制难点10542.5小结11第三章加热炉控制系统123.1加热控制系统结构设计123.2炉温---燃烧串级控制

2、133.2.1串级控制特点133.2.2炉温---燃烧串级控制分析143.2.3主回路温度控制策略选择143.3常规模糊控制器结构分析153.3.1控制器基本结构153.3.2量化因子对控制器性能的影响173.3.3模糊推理183.4温度模糊控制器设计203.4.1控制器参数确定203.4.2控制器具体设计方法223.5小结26第四章燃烧控制策略研究274.1燃烧副回路的控制目标274.2基于稳定空燃比的燃烧控制策略284.2.1单回路控制原理284.2.2串级比值控制原理284.2.3单边限幅控制原

3、理304.2.4双边限幅控制原理324.3加热炉炉温控制系统仿真结果分析36544.3.1单回路控制仿真结果分析374.3.2串级比值控制仿真结果分析394.3.3单边限幅控制仿真结果分析404.3.4仿真结果分析比较424.3.5双边限幅控制仿真结果分析434.4小结44第五章加热炉炉温模糊控制系统仿真465.1对象模型的建立465.2模糊控制器仿真475.3加热炉炉温控制系统仿真结果分析485.3小结50参考文献51附录52致谢5354内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）第一章绪论1.1概述随

4、着科技的飞速发展，能源与环境面对着巨大的挑战。不可再生能源的枯竭，现代工业能源利用过低，环境污染严重，使人们意识到我们面对着一个很大的挑战。为了解决如今所面对的问题，我们可以从两个方面来进行改革。第一：寻求新的能源，探索世界未知领域是当今科学研究的主流；第二提高工业能源的利用率、保护环境，沿着可持续发展的路线走下去是现代工业当务之急必须采取的改革措施。对于一个钢铁冶金企业来说，能用最低的生产成本生产出高质量的产品是其最重要的生产目标，也是实现企业利润最大化的必由之路。随着世界能源危机的逐渐加剧，各个国

5、家都在加紧研究工业生产的节能降耗问题，作为能耗大户的钢铁冶金行业对于节能降耗问题起到了举足轻重的作用，这个占整个冶金工业能耗四分之一强的加热炉能耗问题走到了首当其冲的位置，加热炉节能降耗的问题对于钢铁冶金企业的意义重大。加热炉是热轧生产过程的重要热工设备，其能耗占到钢铁工业总能耗的25%,而其温度控制性能直接影响到加热炉的能耗和最终钢材产品质量。目前，国内仍有大量的加热炉停留在简单的人工控制或者通过电子仪表进行手工电动操作，这种操作方式劳动强度大、控制粗糙、节能效果不好、对操作工的水平要求较高。随着要

6、求高效利用能源和降低环境污染等问题的日益急迫，急需对加热炉之类的工业炉窑实行自动优化控制以实现节能和降低对环境的污染。因此，提高加热炉控制水平，建立良好的炉温自动控制系统成为当务之急。1.2国内外现状54内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）早在60年代初，世界上许多国家如美国、前苏联、联邦德国等国家已开始研究加热炉的优化策略。最初，加热炉控制一般采用常规仪表。由于受到常规仪表功能限制，很难组成复杂的控制系统。同时，随着计算机技术的逐步发展、成熟,使得加热炉控制应用复杂、先进的控制策略成为可能。因此

7、，计算机技术逐步取代常规仪表，在加热炉中得到应用，计算机技术的应用也极大的促进了控制策略的进一步发展。日本是最早将计算机技术引入加热炉生产过程的国家之一，而且发展迅速。随后，其它国家如英国、美国、法国、德国、加拿大、前苏联等也分别在六七十年代将计算机引入加热炉生产过程。我国是从八十年代初期开始对加热炉生产过程进行计算机控制技术的研究，虽然起步较晚，但目前在控制理论和关键技术的开发和应用方而作了大量工作。我国轧钢企业的加热炉很多，大型现代化炉子都配备了计算机监控或控制系统，进行了不同层次的控制，绝大多数

8、控制系统以燃烧控制为主，有的控制系统具有优化功能，而高级控制系统虽有研究但应用还较少[2]。总之，我国的理论研究虽已赶上国际水平，但国内加热炉的控制水平与先进国家相比还存在较大的差距，还有许多处于手工操纵阶段。1.3本设计的研究内容本设计源于钢铁公司三段式推钢侧出加热炉，燃料采用高炉焦炉混合煤气。在参照相关理论的基础之上，设计了该加热炉控制系统，包括加热炉内的炉温燃烧串级控制、单边限幅燃烧控制、双边限幅燃烧控制。很好地抑制了处于副环（煤气热值和压力的波动