为了解决钢坯加热炉普遍存在的炉温控制精度低,能耗大等难题,文章根据仿人智能控制原理,利用钢坯加热过程的动态特征对加热炉温度控制系统进行了模态划分,不同模态采用不同的控制策略,从而实现钢坯加热炉炉温的多模态控制。最后进行了MATIAB仿真实验研究,结果表明钢坯加热炉采用多模态控制可以取得较好的控制效果。

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第2卷 9

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20 0 8年 2月

J U N L O A Y A N V R IY O CE C N E HN L G O R A F T I U N U I E ST F S I N E A D T C O O Y

文章编号：6 325 (0 8 O 0 1 0 17-0 7 20 )1— 02— 4

基于仿人智能控制理论的钢坯加热炉多模态控制策略 张翠英田建艳， (.太原科技大学化学与生物工程学院， 1太原 00 2;.太原理工大学信息工程学院， 30 4 2太原 00 2 ) 30 4 摘要：了解决钢坯加热炉普遍存在的炉温控制精度低，为能耗大等难题，文章根据仿人智能控制原理，利用钢坯

加热过程的动态特征对加热炉温度控制系统进行了模态划分，同模态采用不同的控制策略，不从而实现钢坯加热炉炉温 的多模态控制。最后进行了MA L B仿真实验研究， TA结果表明钢坯加热炉采用多模态控制可以取得较好的控制效果。 关键词：炉温控制；多模态控制； T A MA L B仿真中圈分类号：P 0 . T 73 7文献标识码： A

钢坯加热炉是带钢热连轧生产线上用于钢坯

的从炉子的一端进入，过加热后，不断的从炉通又子的另一端排出，够实现连续的装钢和出钢。连能续式加热炉按照钢坯在炉内的运动方式不同又可

轧制前加热的热工设备，钢坯加热的目的是为了提高钢坯的可塑性。加热炉炉温控制效果的优劣不 仅影响到成品钢材的质量、量和轧机的寿命，产而

分为推钢式加热炉和步进式加热炉。本文以某钢厂步进式加热炉为研究对象，该加热炉炉体沿炉长 方向分为预热段、I热段、加Ⅱ加热段、热段。其均

且是减少能量消耗，降低环境污染的一个重要因

素¨。钢坯加热炉与其他过程控制对象相比具有 大惯性、纯滞后与强耦合的特点，以建立精确的难

中预热段不设有烧嘴，只是利用烟气中的热量对钢 坯进行预热，参与控制。而 I加热段、不Ⅱ加热段和均热段每段分为上下两个区，因此炉子共有 6个温度控制区， I热段上部、即加 I加热段下部、Ⅱ加热段上部、Ⅱ加热段下部、热段上部和均热段下均

数学模型，因

此决定了其控制过程的困难性与复杂 性， 引。

目前国内外研究最多的加热炉控制方案是双 交叉限幅控制，双交叉限幅控制方案的跟踪速度但缓慢，当热负荷变化频繁或变化幅度较大时尤为明

部。每个控制区的炉温进行独立控制。

显[1 7。本文根据仿人智能控制理论 ( S: u - 9 H I H C ma.i uae ne i n o t 1理论，立了炉温 nSm lt It l e t n o) d lg C r建

2加热炉炉温的多模态控制策略 人的控制策略是灵活多变的，对象不同，制控 策略各异。同一对象在不同的动态响应状态下，或在不同的控制要求下，制模态也会不同。仿人智控能控制理论就是模仿人的控制思想，根据被控制系统的动态特征，对被控制系统进行模态识别与模态划分，不同的模态采用不同的控制策略，而实对从

的多模态控制策略。

1钢坯的加热工艺 钢坯加热炉种类很多，常用有周期式加热炉和 连续式加热炉。连续式加热炉是应用最普遍的一

种炉子，它工作过程是连续性的，其加热坯料不断 收稿日期：070 -3 2 0 -70

基金项目：山西省自然科学基金项目( 06 13 ) 2 0 103

作者简介：张翠英 (9 1,,师， 17一)女讲主要研究方向为复杂工业过程的建模与控制。

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