一种加热炉内钢坯温度分布的模糊控制方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN200810233185.5
申 请 日：20081201
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号
公 开 日：20110511
公 开 号：CN101429592B
代 理 人：张荣清
代理机构：重庆大学专利中心 50201
摘 要：一种加热炉内钢坯温度分布的模糊控制方法。该方法利用补偿控制分量模糊推理模块和补偿控制分量加权综合模块，构成钢坯温度分散推理模糊控制器，将钢坯温度分布与钢坯理想加热曲线之间的温度偏差分布作为该模糊控制器的输入信息，对于每一个炉温调整点，利用补偿控制分量模糊推理模块中的一组二维模糊控制器产生一组炉温补偿控制分量，再利用补偿控制分量加权综合模块对其进行综合，获得各处的炉温的补偿量。本发明通过一种分散的模糊推理结构，解决了现有模糊动态补偿控制技术中难以有效处理高维输入信息的难题，能够在炉温调整过程中充分考虑炉温调整点后钢坯温度偏差分布及其变化趋势，能够更好地保证待加热钢坯按照理想的加热曲线完成加热。
主 权 项：1、一种加热炉内钢坯温度分布的模糊控制方法，该方法包括将加热炉的有效炉长均分为N段、设定对应的炉温补偿离散点(I)，利用钢坯温度分布预报模型和加热炉稳态优化设定模型，确定钢坯表面平均温度理想曲线T*S(Z)和钢坯中心温度理想曲线T*C(Z)的步骤(一)，其特征在于，在步骤(一)的基础上，还包括如下步骤：(二)对于炉温补偿离散点(I)，设置补偿控制分量离散点(J)，选择模糊语言值和模糊控制规则，对各补偿控制分量离散点(J)处钢坯温度偏差及钢坯温度偏差变化率进行模糊化处理，建立与炉温补偿离散点(I)对应的二维模糊控制器组(FCI、FCI+1…FCN)，以构成炉温补偿控制分量模糊推理模块，该炉温补偿控制分量模糊推理模块的输出为炉温补偿离散点(I)处的一组炉温动态补偿控制分量(ΔUII、ΔUII+1、…、ΔUIN)；(三)建立炉温补偿控制分量加权综合模块，并与炉温补偿控制分量模糊推理模块一起，构成钢坯温度分散推理模糊控制器，通过对炉温补偿控制分量模糊推理模块输出的一组炉温动态补偿控制分量(ΔUII、ΔUII+1、…、ΔUIN)进行加权综合，获得炉温补偿离散点(I)处的炉温实际动态补偿量(ΔθI)，并利用各炉温补偿离散点(I)处的炉温实际动态补偿量(ΔθI)，对给定的炉温分布曲线(θ(Z))进行动态补偿；(四)在以上各步骤的基础上，建立基于分散推理结构的钢坯温度模糊控制系统，通过炉温分布曲线的动态补偿，保证钢坯按给定的理想加热曲线完成加热过程；该基于分散推理结构的钢坯温度模糊控制系统，包括以下工作流程：①通过工艺参数初始化为该模糊控制系统提供初始参数，包括加热炉有效长度、钢坯行进速度、截面尺寸、换热系数、钢坯热物性参数和入炉钢坯的初始温度；②根据步骤(一)所述方法确定钢坯表面平均温度理想分布曲线(T*S(Z))和钢坯中心温度理想分布曲线(T*C(Z))；③给定补偿前炉温分布曲线(θQ(Z))，在实施炉温的第一次动态补偿前，取补偿后炉温分布曲线(θH(Z))与补偿前炉温分布曲线(θQ(Z))相同；④根据补偿后的炉温分布曲线(θH(Z))和钢坯温度分布预报模型，计算对应的钢坯表面平均温度分布曲线(TS(Z))和钢坯中心温度分布曲线(TC(Z))；⑤通过对钢坯表面平均温度分布曲线(TS(Z))和钢坯表面平均温度理想分布曲线(T*S(Z))进行比较，获得钢坯温度偏差分布曲线(E(Z))，并将该钢坯温度偏差分布曲线(E(Z))作为钢坯温度分散推理模糊控制器的输入；⑥根据步骤(二)所述方法，对钢坯温度偏差分布曲线(E(Z))进行离散化的处理，获得各补偿控制分量离散点(J)处的一组钢坯温度偏差(EI、EI+1、…、EN)和该组钢坯温度偏差的变化率(ECI、ECI+1、…、ECN)；⑦根据步骤(二)所述方法，利用炉温补偿控制分量模糊推理模块，通过模糊推理确定炉温补偿离散点(I)处的一组炉温动态补偿控制分量(ΔUII、ΔUII+1、…、ΔUIN)；⑧根据步骤(三)所述方法，利用炉温补偿控制分量加权综合模块，对该组炉温动态补偿控制分量(ΔUII、ΔUII+1、…、ΔUIN)进行加权综合，获得炉温补偿离散点(I)处的炉温实际动态补偿量(ΔθI)；接着，再对补偿后的炉温分布曲线(θH(Z))进行补偿刷新，并以补偿刷新后的炉温分布曲线(θH(Z))替代前述的补偿前炉温分布曲线(θQ(Z))，完成一次炉温动态补偿过程；⑨返回工作流程④，进入下一次炉温动态补偿过程。
关 键 词：
法律状态：生效
IPC专利分类号：C21D11/00