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態(tài)配水是實現(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,采用常規(guī)PID算法進行二冷動態(tài)控制,在不同的拉速下會引起超調(diào)、振蕩等不穩(wěn)定情況。因此,為提高二冷動態(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控制算法對提高鑄坯質(zhì)量具有實際意義。本文在分析了連鑄二冷區(qū)的凝固過程動靜態(tài)特性的基礎(chǔ)上,研究一種適用于連鑄二冷動態(tài)配水的自適應(yīng)PID控制算法,開發(fā)連鑄二冷動態(tài)配水控制系統(tǒng)的軟件并建立連鑄二冷動態(tài)配水半實物仿真平臺。具體工作如下:1.研究二冷過程模型并分析凝固過程的動靜態(tài)特性�；谠诰�凝固傳熱模型利用兩點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)動態(tài)控制算法研究。以二冷過程為被控對象深入研究了PID動態(tài)權(quán)值調(diào)整法,對其中的?參數(shù)的取值方式進行改進并利用粒子群優(yōu)化算法對其參數(shù)進行優(yōu)化;將PID動態(tài)權(quán)值調(diào)整法與常規(guī)PID控制進行了仿真對比,驗證動態(tài)權(quán)值調(diào)整法的魯棒性。3.二冷配水動態(tài)控制控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)。在VB.NET環(huán)境下進行優(yōu)化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計,開發(fā)PID動態(tài)權(quán)值調(diào)整法程序,基于支持向量機建立鑄坯表面目標(biāo)溫度預(yù)測模型,實現(xiàn)二冷配水動態(tài)優(yōu)化控制系統(tǒng)的仿真運行;利用WINCC組態(tài)軟件設(shè)計二冷動態(tài)控制監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)對鑄坯表面溫度和二冷水量的實時監(jiān)控。4.建立連鑄二冷動態(tài)控制系統(tǒng)的半實物仿真平臺。該平臺由觸摸屏、模擬鑄機、二級控制系統(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,同時發(fā)出系統(tǒng)運行信號;當(dāng)系統(tǒng)運行時,基于凝固傳熱模型的模擬鑄機產(chǎn)生鑄坯表面實際溫度和凝固狀態(tài)參數(shù);監(jiān)控系統(tǒng)則可以實時監(jiān)測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)交互和對二冷水量的控制;二級控制系統(tǒng)利用自適應(yīng)控制算法在線實時調(diào)整控制參數(shù)以達到鑄坯表面實際溫度對目標(biāo)溫度的有效跟蹤。仿真運行結(jié)果表明:該系統(tǒng)運行穩(wěn)定,拉速突變時,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)[坯的凝固速度就會加快，鑄坯內(nèi)部的柱狀晶。針對大方坯，生產(chǎn)的鑄坯質(zhì)量的好壞可以[3]。如果鑄坯有了缺陷，將會使產(chǎn)品等級降連鑄機的生產(chǎn)率降低[4]。因此，對連鑄二冷要的意義[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)固和傳熱是一個特別復(fù)雜的分析和研究[32-42]。針對型假設(shè)：流動引起的鋼液對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坐標(biāo)系與鑄機保持固定，

圖 2.2 有限容積法單元Fig 2.2 Unit of finite volume method源項S 在任何一個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 點的斜率且恒為負值，PT 間采用后向歐拉法，空間采用中心差分公式，會得到如下結(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】

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本文編號：2843990