精炼炉合金称量系统的学习控制

论文摘要

合金称量系统是精炼炉生产过程的重要组成部分,合金重量是否严格按照规定的配比对产品的品质影响很大。因此,在精炼炉生产中对合金添加过程进行精确控制尤为重要。但现行的大部分合金称量系统的自动化程度及准确性都较低,浪费很多的人力和物力,造成了不必要的损失。所以,研究高效而可靠的动态合金称量系统势在必行。本文以某钢厂120吨精炼炉计算机控制系统为实际研究背景,在查阅了国内外相关文献的基础上,介绍了精炼炉的概况,综述了精炼炉合金称量控制的研究现状。同时从合金称量系统的总体结构出发,分别对系统中异步电动机的矢量控制及惯性振动给料机两个环节进行分析研究,建立了相应的数学模型,并进行了仿真验证。针对合金称量系统存在的非线性、时变性、大惯性及随机性,同时考虑控制过程的重复进行等特点,设计了变增益开闭环PD型迭代学习控制器,并通过对控制参数的优化保证了称量过程的精确性和快速性,计算机仿真验证了本文方法的有效性。基于该钢厂对精炼炉计算机控制系统的实际要求,本文对系统的组成进行了阐述,特别对合金称量部分的硬件、软件环境和功能实现进行了分析和研究,并设计出了合金称量控制程序的流程图。最后在总结全文研究工作的基础上,指出了精炼炉合金称量系统今后的发展方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 精炼炉概述
• 1.1.1 精炼炉的发展
• 1.1.2 精炼炉炼钢工艺流程
• 1.1.3 精炼炉炼钢设备组成
• 1.1.4 精炼炉在电炉炼钢中的作用
• 1.2 精炼炉合金称量控制系统概述
• 1.3 动态定量合金添加的关键问题
• 1.4 国内外相关领域研究状况
• 1.5 本文的主要研究工作
• 第2章 精炼炉合金称量控制系统的建模
• 2.1 三相异步电动机矢量控制模型
• 2.1.1 异步电动机动态数学模型的性质
• 2.1.2 异步电动机的多变量非线性数学模型
• 2.1.3 矢量变换控制原理与方法
• 2.1.4 三相异步电动机矢量控制模型验证
• 2.2 惯性振动给料机模型
• 2.2.1 惯性振动给料机的结构分析
• 2.2.2 惯性振动给料机的动力分析
• 2.2.3 惯性振动给料机下料传递模型与仿真
• 2.3 称量环节模型
• 2.4 合金称量控制系统模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 精炼炉合金称量控制器的设计
• 3.1 引言
• 3.2 迭代学习控制方法的选取
• 3.2.1 迭代学习控制方法的数学描述
• 3.2.2 迭代学习控制方法的确定
• 3.3 合金称量控制策略的选择
• 3.3.1 合金称量控制策略的分析
• 3.3.2 合金称量控制策略的确定
• 3.4 合金称量控制器的设计
• 3.5 迭代学习控制器的参数优化
• 3.5.1 迭代学习控制器的参数优化
• 3.5.2 控制器参数的在线校正
• 3.6 迭代学习控制器的仿真验证
• 3.6.1 控制器仿真组态图
• 3.6.2 系统仿真结果与分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 精炼炉控制系统的实现
• 4.1 精炼炉控制系统组成
• 4.1.1 上位机系统
• 4.1.2 下位机系统
• 4.2 精炼炉合金添加系统的功能实现
• 4.2.1 精炼炉合金添加系统的组成
• 4.2.2 精炼炉合金添加系统的功能及操作
• 4.2.3 精炼炉合金添加系统的PLC程序
• 4.3 迭代学习合金添加系统的程序设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢