铸造机械加工中频感应电炉温度优化控制.pdf

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1、第34卷第3期计算机仿真2017年3月文章编号：1006—9348(2017)03—0194—05铸造机械加工中频感应电炉温度优化控制康俊杰，崔彦军，王志强，范巧云(河北省科学院应用数学研究所．河北石家庄050081)摘要：针对当前中频感应电炉温度控制精度不高，自动化控制程度低．采用BP神经网络PID控制方法对中频感应电炉的温度控制进行研究，解决了炉渣对温度采集过程中温度测量不准确及温度控制品质差的问题。在MATLAB环境下进行仿真验证，仿真结果表明，上述控制器较常规PID控制器对温度的控制效果显著，缩

2、短调节时间，减小超调，有力地改善了中频感应电炉的动态响应过程，获得比较满意的控制结果，使得在冶炼行业整体发展萎靡，企业不愿再投人大量资金更新设备的情况下，达到企业满意的控制效果，并易被各个企业接受。关键词：中频感应电炉；神经网络；温度控制；超调中图分类号：TKl83文献标识码：BMediumFrequencyInductionFurnaceTemperatureOptimalControlinCastingMachiningKANGJun-jie，CUIYan-jun，WANGZhi-qiang，FAN

3、Qiao-yun(InstituteofAppliedMathematics，HebeiAcademyofSciences，Shijiazhuang050081，China)ABSTRACT：Inviewofthecurrentmediumfrequencyinductionfurnace，tIlecontrolaccuracyispoorandtheauto—mationcontroldegreeislow．ThispaperadoptedthePIDcontrolcombinedwithBPneur

4、alnetworktoresearchthetemperaturecontrolofmediumfrequencyinductionelectricfurnace，andsolvedtheproblemofinaccuratetemperaturemeasurementfortheslag．ModelingandsimulationbasedonMATLABwerecarriedout，andtheresultsshowthatthistemperaturecontrollerismoreeffecti

5、vethanconventionalPIDcontroller．Atthesametime，thiscontrollershortenstheadjustingtimeandreducestheovershoot．Therefore，thisalgorithmCaneffectivelyimprovethedynamicresponseprocessofthemediumfrequencyinductionfurnace，andobtainssatisfactorycontrolresult．KEYWO

6、Im$：Mediumfrequencyinductionfurnace；Neuralnetwork；Temperaturecontrol；Overshoot1引言铸造是机械制造业的基础工艺之一，大多数铸件是机械产品中运动件和受力件．其质量直接决定着整体产品的性能水平、使用寿命和安全可靠性。铸件的质量与温度控制息息相关，中频感应电炉的非线性特点，加上设备使用年限较长，自动化程度很低，使用常规的PID控制已不能达到其温度控制效果[1]．从而影响了铸造件的质量水平。针对常规PID存在的问题。李川【21在原加热

7、炉控制系统升级中引入了模糊控制技术．实现了模糊控制技术与传统单一PID控制的结合，达到了精确的控制要求，但是模糊控制规则和隶属度函数的获取与确定是模糊控制中的瓶颈问题。杨天博[3】采用神经元PID对常规PID进行改进。虽然较常规PID，控制效果有所改进．但实验表明该控制器动态性能不好，且存在一定的静态误差。卢永霞等[4]在感应电炉的温度控制中，从三菱PLC收稿日期：2016—10—10修回日期：2016—10—26·--——194·--——基本原理出发．设计了模拟量输入特殊模块等发挥了一定优势。但是只是

8、从特定的PLC设计，不便于推广。常规PID在温度控制过程上存在局限性，且温度采样点受炉渣影响。测量不准确也给控制带来了挑战。冶炼行业整体发展萎靡。企业不愿再投人大量资金更新设备。因此，亟需选择更加智能的且花费不大的控制算法改进目前的常规PID控制．使现场的设备温度控制得到改善，达到铸件所需的满意温度。本文首次将BP神经网络算法应用于中频感应电炉PID控制器的参数整定中，改善了控制系统的品质及响应速度。用Simulink搭建其模型由于采用模块