連鑄的二冷配水是決定鑄坯的產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而拉速則是影響二冷動(dòng)態(tài)配水的重要因素。常規(guī)的二冷配水采用基于穩(wěn)態(tài)拉速建立的前饋控制模型,拉速變化會(huì)引起鑄坯表面溫度偏離目標(biāo)值,因此采用基于反饋控制的二冷動(dòng)態(tài)配水是實(shí)現(xiàn)連鑄精確控制的關(guān)鍵。由于連鑄凝固過程具有非線性和較大滯后的特點(diǎn),采用常規(guī)PID算法進(jìn)行二冷動(dòng)態(tài)控制,在不同的拉速下會(huì)引起超調(diào)、振蕩等不穩(wěn)定情況。因此,為提高二冷動(dòng)態(tài)配水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度和控制精度,研究一種自適應(yīng)PID控制算法對(duì)提高鑄坯質(zhì)量具有實(shí)際意義。本文在分析了連鑄二冷區(qū)的凝固過程動(dòng)靜態(tài)特性的基礎(chǔ)上,研究一種適用于連鑄二冷動(dòng)態(tài)配水的自適應(yīng)PID控制算法,開發(fā)連鑄二冷動(dòng)態(tài)配水控制系統(tǒng)的軟件并建立連鑄二冷動(dòng)態(tài)配水半實(shí)物仿真平臺(tái)。具體工作如下:1.研究二冷過程模型并分析凝固過程的動(dòng)靜態(tài)特性�；谠诰�凝固傳熱模型利用兩點(diǎn)法建立二冷過程模型,并在此基礎(chǔ)上分析鑄坯凝固過程中拉速與工藝參數(shù)之間的關(guān)系。2.自適應(yīng)動(dòng)態(tài)控制算法研究。以二冷過程為被控對(duì)象深入研究了PID動(dòng)態(tài)權(quán)值調(diào)整法,對(duì)其中的?參數(shù)的取值方式進(jìn)行改進(jìn)并利用粒子群優(yōu)化算法對(duì)其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;將PID動(dòng)態(tài)權(quán)值調(diào)整法與常規(guī)PID控制進(jìn)行了仿真對(duì)比,驗(yàn)證動(dòng)態(tài)權(quán)值調(diào)整法的魯棒性。3.二冷配水動(dòng)態(tài)控制控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)。在VB.NET環(huán)境下進(jìn)行優(yōu)化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),開發(fā)PID動(dòng)態(tài)權(quán)值調(diào)整法程序,基于支持向量機(jī)建立鑄坯表面目標(biāo)溫度預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)二冷配水動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制系統(tǒng)的仿真運(yùn)行;利用WINCC組態(tài)軟件設(shè)計(jì)二冷動(dòng)態(tài)控制監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄坯表面溫度和二冷水量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。4.建立連鑄二冷動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)的半實(shí)物仿真平臺(tái)。該平臺(tái)由觸摸屏、模擬鑄機(jī)、二級(jí)控制系統(tǒng)、PLC基礎(chǔ)控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等五部分組成。觸摸屏用于給定模擬拉速和中間包溫度值,同時(shí)發(fā)出系統(tǒng)運(yùn)行信號(hào);當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),基于凝固傳熱模型的模擬鑄機(jī)產(chǎn)生鑄坯表面實(shí)際溫度和凝固狀態(tài)參數(shù);監(jiān)控系統(tǒng)則可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鑄坯各段水量和表面溫度的變化;PLC控制系統(tǒng)用于系統(tǒng)各部分的數(shù)據(jù)交互和對(duì)二冷水量的控制;二級(jí)控制系統(tǒng)利用自適應(yīng)控制算法在線實(shí)時(shí)調(diào)整控制參數(shù)以達(dá)到鑄坯表面實(shí)際溫度對(duì)目標(biāo)溫度的有效跟蹤。仿真運(yùn)行結(jié)果表明:該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,拉速突變時(shí),鑄坯表面溫度超調(diào)量小,控制準(zhǔn)確,滿足控制要求。
【學(xué)位單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG249.7
【部分圖文】：

- 2 -圖 1.1 連鑄冷卻過程示意圖 Schematic diagram of cooling process of continuou鑄坯質(zhì)量的影響，二次冷卻區(qū)是決定鑄坯質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)[坯的凝固速度就會(huì)加快，鑄坯內(nèi)部的柱狀晶。針對(duì)大方坯，生產(chǎn)的鑄坯質(zhì)量的好壞可以[3]。如果鑄坯有了缺陷，將會(huì)使產(chǎn)品等級(jí)降連鑄機(jī)的生產(chǎn)率降低[4]。因此，對(duì)連鑄二冷要的意義[5,6]。以分成三類，即形狀缺陷、內(nèi)部缺陷和表的。對(duì)于方坯來說，形狀缺陷主要包括菱形疏松和中心偏析；而表面缺陷主要表現(xiàn)為

圖 2.1 切片隨體坐標(biāo)系ig. 2.1 Coordinate system of slic假設(shè)固和傳熱是一個(gè)特別復(fù)雜的分析和研究[32-42]。針對(duì)型假設(shè)：流動(dòng)引起的鋼液對(duì)流傳熱的彎月面和結(jié)晶器的位置水中間包中溫度，并且忽換熱焓法來處理比熱的變程建立月面處沿鑄坯中心取一個(gè)坐標(biāo)系與鑄機(jī)保持固定，

圖 2.2 有限容積法單元Fig 2.2 Unit of finite volume method源項(xiàng)S 在任何一個(gè)有限容積中的值都可以表示成溫度的線性函C P PS S S TC 是常數(shù)，PS 是 S f (T )的曲線在 P 點(diǎn)的斜率且恒為負(fù)值，PT 間采用后向歐拉法，空間采用中心差分公式，會(huì)得到如下結(jié)果 0 E PP WP P e we wN P P Sn s c p Pn sT TT T T x y k k y tx xT T T Tk k y t S S T x y tx x 編寫出通用化的程序，可以將以上過程統(tǒng)一的表達(dá)成：P P E E W W N N S Sa T a T a T a T a T b
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2843990