基于闭环递阶自适应模糊控制的热轧加热炉燃烧控制的研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要热轧加热炉是具有多变量，时变，非线性，强耦合，大惯性和纯滞后等特点的典型复杂工业对象。由于其燃烧及传热机理复杂，很难用精确的数学模型进行描述，这样就大大限制了使用成熟的经典控制理论和现代控制理论对其进行精确控制。经典控制理论是控制智能化的初级阶段，随着智能控制学科的蓬勃发展，控制理论出现了很大的革新，为提高难以建模的复杂工业对象的控制水平开辟了新的道路。因此，对热轧加热炉这样的复杂工业对象，提高控制的智能化水平，是提高其控制水平的最有效方法和必然趋势。本文按照分级递阶控制原理，提出了对热$

2、LN热炉燃烧控制的闭环递阶自适应控制方法。此控制方法以经典控制方法作为控制结构的最底层进行精确控制和直接控制，在此基础上构建了递阶控制的第二层——闭环模糊增益调度控制层，通过引入闭环控制系统的内部信息来对底层控制器进行参数最优化的自适应调整。然后以稳定监督控制层作为递阶结构的第三层对控制的稳定性及动态特性进行进一步的改进。本文运用MATLAB的SIMULINK仿真工具建立了基于闭环递阶自适应模糊控制系统的仿真模型。通过仿真，获得了在不同控制层控制作用下系统的仿真曲线，并分析了随着递阶结构的逐阶增加，仿真曲线逐渐优化的原因。

3、在此基础上进一步深入研究了稳定监督控制层的校正作用使系统控制性能获得进一步改善的原因。通过实验研究，使本文所设想的对热轧加热炉的燃烧过程进行闭环递阶自适应模糊控制的方法获得了有效的实验验证。关键词：热轧加热炉；燃烧控制；双交叉限幅控制；模糊自适应控制；闭环递阶控制第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractThereheatingfurnaceusedforsteelhotrollingisatypicalcomplicatedindustrialobject,havingthecharacteristicofmult

4、i·variable，time—varying，nonlinearity,strongcoupling,longtimeinertia,puredelayandSOon．Becauseit’SburningandheatconductingprincipleissOcomplexthatitistoodifficulttomodelaccurately．Thisconditionlimitstheapplicationofclassicalandmodemcontroltheorytoaccuratelycontrolit

5、greatly．Classicalcontroltheoryistheinitialformofintelligenceusedincontr01．Withtheprosperousdevelopmentofintelligentcontroltheory,greatinnovationhappenedtothecontroltheory．ThiscarveoutanewwaytoraisethecontrollevelOVerthecomplicatedindustrialobjecthardtomodel．Theref

6、ore，forthiskindofcomplicatedobjectsasreheatingfurnaceusedforsteelhotrolling，raisingtheirintelligentlevelofcontrolisthemosteffectivemethodandtheinevitabletrendtoraisetheircontrollevel．Accordingtothehierarchicalcontrolprinciple：withtheincreaseofintelligence,theaccur

7、acydecrease，theclosedloophierarchicaladaptivefuzzycontrolmethodappliedtothecombustioncontrolofreheatingfurnaceusedforsteelhotrollingWasproposedinthispaper．Inthismethodtheclassicalcontrolmethodwasusedasthebottommostlayertocontroltheobjectaccuratelyanddirectly．Based

8、onthiscontrollayerthemethodoftheclosedloopfuzzygainschedulingWasusedintheuppercontrollayerofthesecond，byintroducingtheinnerinformationoftheclosedloopcon