加热炉钢温建模与炉温优化设定研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文加热炉钢温建模与炉温优化设定研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：张廷玉陈晓波教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答懒狲：钱晓龙杨英华朱军东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringResearchofReheatingFurnaceSlabTemperatureModela

2、ndFurnaceTemperatureOptimalSettingByZhangTingyuSupervisor：ProfessorChenXiaoboNortheasternUniversityJune2014万方数据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。与我一同工作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诚挚的谢意。学位论文作者签名：搬劫签

3、字日期：Ⅵ㈨川·吁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。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口--q三$D两年∥学位论文作者签名：艇专导师签名：楸签字目期：妒l毕～移莎、吁签字日期：加渺·多·3p万方数据东北大学硕士学位论文摘要加热炉钢温建模与炉温优化设定研究摘要加热炉是钢坯轧制生产

4、过程中主要的能耗设备，它的主要功能是把待轧冷钢坯加热成为轧机能够进行轧制热钢坯。但钢坯的加热是一个很复杂的过程，改善钢坯加热质量并降低加热炉能耗最有效的方法是采用先进的建模和控制技术，建立钢坯温度预报数学模型对炉内钢坯温度实施软测量，进而通过数学模型建立最佳的炉温制度，对炉温进行优化控制，使出炉钢坯的断面温差和表面温度满足生产需求，生产出优质的钢坯。本文主要研究的内容如下：(1)以蓄热式加热炉为研究背景，首先建立了加热炉内炉温的分布模型，然后分析了加热炉的传热机理，并对总括吸收率进行了推导，建立了基于总括热吸收

5、率钢坯温度预报模型，最后重点讨论了模型的离散求解方法，提高模型的预报精度。(2)在所建立的钢温预报模型基础上，进一步探讨了蓄热式加热炉稳态炉温优化设定方法。首先根据加热炉生产目标的要求，建立了炉温优化目标函数，然后利用遗传算法进行寻优计算，获得加热炉稳态最优炉温设定值和钢坯理想加热曲线。(3)由于加热炉具有大惯性、大时滞的特点，当工况发生变化时，必须对炉温进行在线补偿，针对单坯的炉温设定值问题，采用段末温度控制法对稳态炉温设定值进行动态补偿，用迭代法和模糊控制两种方法对炉温进行动态补偿比较，实现了单坯的炉温动态

6、优化设定。(4)设计了基于分散推理结构的综合炉温在线补偿的控制方法对炉温进行动态优化，对综合炉温的设定方法做了深入的研究，从而保证了炉内工况变化时钢坯实际升温过程的最优化，即实现了加热炉炉温动态优化设定。仿真结果表明，本文建立的钢坯温度预报模型能够比较准确地计算出炉内钢坯温度分布，经过炉温优化设定后，在保证轧制工艺正常进行的前提下，钢坯的加热质量得到了改善，并且最大限度的降低了加热炉能耗，从而验证了炉温优化设定方法的有效性。关键词：蓄热式加热炉；钢温预报模型；模糊推理；炉温优化设定万方数据东北大学硕士学位论文A

7、bstractResearchofReheatingFurnaceSlabTemperatureModelandFurnaceTemperatureOptimalSettingAbstractReheatingfurnaceistheimportantenergy-consumingequipmentintheproductionlineofsteelrolling．Itsroleistowaitforthecoldrollingsteelslabsteelheating，makesitbecomethemil

8、lcanrollinghotsteelslab．However,theslabheatingisaverycomplicatedprocess．Themosteffectivewaytoimprovetheheatingqualityofslabandreduceenergyconsumptionofthereheatingfurnaceisestablishingamathmatic