基于神经网络的pid算法在加热炉温度控制中的应用研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要基于神经网络的PID算法在加热炉温度控制中的应用研究摘要加热炉是冶金企业最主要的耗能设备，其自动控制策略是过程控制领域内的一个重要的研究方向。如何利用自动控制系统确保钢坯的加热质量、节约加热炉的能耗、确保燃烧系统的最佳燃烧、延长加热炉设备的寿命以及降低对环境的污染一直是该研究领域要致力解决的问题。本文以上海第三钢铁厂连续式加热炉的控制系统设计为背景，首先介绍了加热炉计算机控制的发展现状以及连续式加热炉控制功能设计要求;其次，在对加热炉控制系统的主要研究内容进行分析的基础上，介绍了

2、主要的功能设计;然后，对加热炉温度变化的具有时变性的、多扰动的非线性随机过程进行了分析。着重研究了神经网络与PID控制融合的可行性，提出了一种复合式控制方案一基于神经网络的PID控制算法，并将此算法在动、静态特性、鲁棒性和抗干扰特性方面与PID控制进行了仿真比较仿真结果表明，本文所采用的算法能获得较强的鲁棒性、抗干扰性和满意的控制品质;本文的最后对上钢三厂的DCs控制系统的结构、所使用的Genesis32和T103单元产品、上位机画面、下位机的程序都分别加以阐述。关键词:连续式加热炉;神经网络控制;PI

3、D控制:仿真东北大学硕士学位论文AbstractTheApplicationandResearchofPIDControlBasedonNeuralNetworkonTemperatureControlofHeatingFurnaceAbstractAsthemainenergy-consumingequipmentinmetallurgyenterprise,thestrategyofautomaticcontrolofheatingfurnaceisoneofthemostimportantrese

4、archtopicsinthefieldofrelatedprocesscontrol.Howtodesignanexcellentautomaticcontrolsystemthatcannotonlyensuretheheatingquality,butalsoeconomizeenergyconsume,ensuregoodburningquality,prolongthelifeoftheequipmentsandreducethepollutionoftheenvironment,isamai

5、nproblemwaitingtobesolvedBasedonthedesignofautomaticcontrolsystemofContinuousHeatingFurnaceofShanghaiThirdSteelCompany.Aboveall,thedevelopmentstatusofcontinuousheatingfurnacecomputercontrolsystemandthedesignrequirementsoffunctionsoftheheatingfurnacearein

6、troducedsummarily.Then,onthebaseofanalysisofthesystemcontrolrequirements,themaintasksandfunctionsofthecontrolsystemarebroughtforward.Andthen,thetime-variedanddisturbedcasualprocesswithnonlinearparameterisstudiedinthisthesis.Thefeasibilityofcombinationofn

7、euralnetworkandPD)controlisdiscussed.ThetheoryofcompoundPIDcontrolbasedonneuralnetworkisputforward.ComparisonbetweenthecompoundcontrolandthePIDcontrolismadeinsimulation.Itisshowedthatsatisfiedcontrolperformance,strongrobustnessandbeterdisturbance-rejecti

8、onareobtainedbyusingthearithmeticputforwardinthisthesis.Inthelast,thestructureofDCScontrolsystem,thesoftwareofGenesis32andtheproductofT103controller,andtheprogramofthecontrollersareintroduced.Keywords:continuousheatingfurn