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模糊控制在安钢板坯连铸结晶器液位控制中的应用

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结晶器液位控制是冶金连铸系统中非常重要的环节之一,液位的波动会造成结晶器保护渣和杂质大量卷入钢水,严重影响铸坯的质量,甚至可能导致浇铸过程中的溢钢和漏钢事故的发生,因此必须将结晶器液位控制在一个合适的范围内。本文以安钢板坯连铸结晶器液位控制系统为背景,重点介绍了控制系统的组成、结构和工作原理,分析了PID控制技术在控制系统中的作用。根据结晶器液位PID控制方法在安钢板坯连铸中的应用实践,讨论了结晶器液位由于受钢种、拉坯速度以及浇钢时间长短造成塞棒的浸蚀程度等非线性因素影响而很难控制,总结出了PID控制在结晶器液位控制中的应用局限性和不足。 通过对模糊控制原理和模糊技术的应用进行系统学习和了解,总结出了模糊控制在时变的、非线性的、多干扰的结晶器液位控制系统中控制的优势,能够解决影响结晶器液位控制的难题。在对传统PID控制技术和模糊技术的特点充分比较下,提出了结合两种控制技术,发挥它们优势与不足互补的特点,形成一种PID控制与模糊控制相结合的控制方法。根据这种控制方法的原理,在安钢板坯连铸结晶器液位PID控制系统原有的基础上进行了改进,设计了模糊控制器,并通过在西门子Step7软件上编程实现了这种控制方法。 通过现场实验,证实了该控制系统具有适应性好、抗干扰能力强等优点,能够达到精确自动控制结晶器液面的目的,满足了生产工艺的要求。

张治国

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板坯连铸 钢水液位 结晶器控制 模糊PID

硕士

控制工程

穆志纯

2009

北京科技大学

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