一种基于模糊pid控制结晶器液位控制方法的研究

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1、U0；．S乙0三，一＼'，r’ADissertationinFerrousMetallurgyResearchofMoldLevelControlMethodinContinuousCastingBasedonFuzzyPIDbyZhangHuixiangSupervisor：ProfessorZhuMiaoyongNortheasternUniversityJanuary2008●，．．_JJ■1I●独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己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

2、一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢；直：l恧。学位论文作者签名：砍仓栏日期：伽9年f凰fg闫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东北大学有关保留、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。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。)学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：，一～●毒▲，1．东北大学硕士论丈摘要一种基于模糊PID控制的结晶器液位控制方法的研究摘要结晶器液位控制系统是提

3、高生产效率和产品质量的关键环节。结晶器液位控制的作用主要表现为：使结晶器内钢水液位保持稳定，有效地发挥一次冷却的作用，增加连铸机的产量，改善铸坯表面质量，减轻操作者的劳动强度，减少生产事故。在结晶器液位控制过程中，由于控制模型的不确定性和时变性诸如：塞棒的侵蚀、拉速变化、结晶器振动等干扰因素，给控制过程带来许多困难，采用传统的PID控制技术很难解决上述问题。本文在系统地研究浇铸过程的基础上，并对现有控制系统分析，提出采用自整定参数PID控制器与模糊控制器并行的控制结构。自整定参数PID控制器以常规PID为基础，以液位偏差E和液位偏差变化率＆作为输入，采用模糊推理方法对PID参数k。、k，进行

4、在线自整定，以满足不同情况对控制器参数的要求，而使整个系统具有良好的静态和动态性能；模糊控制器以液位偏差为输入，通过模糊推理输出补偿信号来抑制系统超调量，降低液位超调。本文在设计控制器的过程中建立系统模型的同时考虑扰动因素，如塞棒结瘤与结瘤脱落、拉速扰动、机械死区和铸坯鼓肚等因素，并基于PID参数对系统的影响规律和现场生产经验，编制了合理的隶属函数和控制规则，最终设计出合理的PID参数调整模块和模糊控制器。Simulink仿真结果表明：通过本文设计的结晶器液位控制系统具有超调量小，过渡时间短，稳态误差小的特点，从而可以更好地适应连铸液位控制系统中的非线性和时变性的特点。关键词：结晶器；液位控

5、制：参数自整定；模糊控制器；超调量，'东北大学硕士论文AbstractResearchofMoldLevelControlMethodinContinuousCastingBasedonFuzzyPIDAbstractnlemoldlevelcontrolsystemiscmcialtoincreaSeontpmandimprovetheslabqualityinthecontinuouscastingprocess．111emoldlevelcontrolsystemcallstabilizelevelofmold．Itenhanceefficiencyoftheprimarycoolin

6、g．Soitwillincreasecastingoutput，improvequality,reducelaborintensityofworkersandaccident．Moldlevelcontrolsystemofcontinuouscastingsteelinvolvesuncertaintymodelandtime-variationmodel，Forexample，erosionofthetundishstopper,changeofcastingspeedandmoldoscillationandSOon．Soitisdifficulttostabilizemoldleve

7、lfortraditionalPIDcontroller．Basedonthecarefulanalysisonthewholeofcastingprocess，searchesalotofinformationoncasting，andscrupulousresearchonthecontrollerwhichappliedtothemoldlevelcontrolsystem．Afuzzyself-tun