連鑄即為連續(xù)鑄鋼的簡稱,是將液態(tài)鋼水連續(xù)澆鑄成固態(tài)鑄坯的工藝過程。連鑄設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜,工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣。隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,企業(yè)對安全生產(chǎn)、節(jié)能減耗以及產(chǎn)品質(zhì)量等方面的要求日益提高,與此同時,對連鑄過程的教學(xué)與仿真也提出了新的需求。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與板坯連鑄過程有機結(jié)合,構(gòu)建了連鑄虛擬交互系統(tǒng)。通過3D建模軟件和虛擬現(xiàn)實引擎,搭建連鑄車間的虛擬場景和虛擬設(shè)備,并依據(jù)鋼廠實際控制方式設(shè)計控制面板和控制接口。使用戶可通過控制面板或者外部可編程邏輯控制器對虛擬設(shè)備進行控制,實現(xiàn)虛擬交互。此外,系統(tǒng)中添加了針對連鑄工藝和設(shè)備的講解,提高了教學(xué)仿真的實用性。在此基礎(chǔ)上,重點研究了連鑄二次冷卻區(qū)域的板坯溫度控制及仿真。建立了板坯凝固傳熱數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)值模擬的方法來獲取鑄坯的溫度分布。為了使鑄坯溫度分布滿足各項冶金準則,尋求最優(yōu)的冷卻水分布配比,引入了改進的混沌遺傳算法,并設(shè)計了適應(yīng)度函數(shù)及約束條件。以國內(nèi)某鋼廠的板坯連鑄過程為研究對象進行仿真實驗,驗證了算法的有效性。設(shè)計的連鑄虛擬交互系統(tǒng),為學(xué)�；蚱髽I(yè)針對連鑄環(huán)節(jié)的培訓(xùn)提供了一種虛擬與現(xiàn)實相結(jié)合的閉環(huán)交互式操作與控制解決方案,其中對于二冷區(qū)鑄坯冷卻... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 連鑄及其培訓(xùn)仿真的研究進展
        1.2.2 虛擬現(xiàn)實的發(fā)展及其在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.3 主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 論文結(jié)構(gòu)
第2章 虛擬現(xiàn)實技術(shù)及虛擬場景開發(fā)
    2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其特點
        2.1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征
        2.1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的分類
    2.2 連鑄虛擬現(xiàn)實場景開發(fā)工具
        2.2.1 設(shè)計方案
        2.2.2 三維建模工具的選擇
        2.2.3 虛擬現(xiàn)實引擎選擇
    2.3 連鑄虛擬場景的開發(fā)
        2.3.1 三維建模
        2.3.2 基于Unity3D的場景開發(fā)
第3章 連鑄虛擬設(shè)備的交互控制
    3.1 連鑄的工藝流程
    3.2 交互控制的實現(xiàn)方案
    3.3 虛擬場景的二次開發(fā)
        3.3.1 虛擬場景的接口設(shè)置
        3.3.2 Winform下的二次開發(fā)
    3.4 PLC與虛擬設(shè)備的交互控制
        3.4.1 PLC與虛擬設(shè)備的連接鏈路
        3.4.2 轉(zhuǎn)接箱的設(shè)計
        3.4.3 交互控制應(yīng)用
第4章 基于凝固傳熱模型的鑄坯溫度分布仿真
    4.1 鑄坯凝固傳熱數(shù)學(xué)模型
        4.1.1 建立傳熱微分方程
        4.1.2 模型的初始條件和邊界條件
        4.1.3 熱物性參數(shù)的選擇
        4.1.4 數(shù)學(xué)模型求解
    4.2 鑄坯冷卻過程模擬仿真的設(shè)計與實現(xiàn)
        4.2.1 鑄坯冷卻仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.2.2 仿真界面設(shè)計
        4.2.3 仿真程序設(shè)計及仿真結(jié)果可視化輸出
第5章 基于混沌遺傳算法的板坯連鑄二冷配水優(yōu)化
    5.1 鑄坯二次冷卻工藝
        5.1.1 二次冷卻的作用
        5.1.2 鑄坯冷卻制度原則
        5.1.3 鋼的高溫脆性對二冷的影響
        5.1.4 二次冷卻水的控制方法
        5.1.5 二次冷卻的智能優(yōu)化
    5.2 混沌遺傳算法在二冷控制中的實現(xiàn)方法
        5.2.1 混沌遺傳算法的基本思想
        5.2.2 Tent混沌映射序列
        5.2.3 適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計
        5.2.4 算法實現(xiàn)步驟
    5.3 仿真結(jié)果及實驗分析
結(jié)論
參考文獻
致謝
導(dǎo)師簡介
企業(yè)導(dǎo)師簡介
作者簡介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型結(jié)晶器基本參數(shù)研究及其內(nèi)鋼液行為仿真[J]. 周超,任素波,張興中,劉晶晶,白明華.  中國機械工程. 2016(11)
[2]倒角結(jié)晶器銅板實際溫度場數(shù)值仿真[J]. 任飛飛,張慧,王偉寧,王明林.  鋼鐵. 2015(04)
[3]薄板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動與傳熱及凝固耦合的數(shù)值模擬[J]. 岳強,翟張霞,裴曉航,張炯,王建軍.  過程工程學(xué)報. 2015(02)
[4]數(shù)值模擬研究在連續(xù)鑄鋼課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王宏丹.  重慶與世界(學(xué)術(shù)版). 2015(03)
[5]方坯連鑄二冷配水離線仿真軟件的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 張淑艷,韓偉,張金紅.  河北企業(yè). 2014(12)
[6]連鑄實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J]. 茹家勝,羅志國.  遼寧科技學(xué)院學(xué)報. 2014(04)
[7]基于改進蛙跳算法的連鑄二冷配水制度優(yōu)化[J]. 張春娜,王錫鋼,李軼然.  計算機仿真. 2014(06)
[8]虛擬交互學(xué)習(xí)在鋼鐵冶金教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 宋卓斐,李運剛,李俊國.  教育教學(xué)論壇. 2014(11)
[9]連鑄教學(xué)中仿真軟件的應(yīng)用分析[J]. 于萬松.  現(xiàn)代企業(yè)教育. 2014(02)
[10]基于混沌粒子群的連鑄二冷配水制度優(yōu)化研究[J]. 李軼然,汪琦,敖廣武,郭盛興,張春娜.  鑄造技術(shù). 2013(05)

博士論文
[1]板坯連鑄二次冷卻過程仿真及工藝優(yōu)化[D]. 王兆峰.大連理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于Unity 3D的船舶舵機艙虛擬現(xiàn)實設(shè)計與研究[D]. 李治軍.大連海事大學(xué) 2014
[2]基于BP-GA算法的板坯連鑄二冷水動態(tài)控制模型研究[D]. 占賢輝.重慶大學(xué) 2007
[3]基于VR的板坯連鑄機仿真技術(shù)研究[D]. 石勇.武漢理工大學(xué) 2006



本文編號：3653337