一种PID参数模糊自整定控制器在结晶器液位控制中的应用研究

摘要

该论文在仔细分析了结晶器液位控制所面临的困难和深入研究了多种结晶器液位控制方法的基础上,结合武钢二炼钢3＃连铸机液位控制系统的实际情况,设计采用一种PID参数模糊自整定控制器,用来代替传统的PID控制器.虽然PID参数模糊自整定控制器广泛应用于许多领域,但是,据目前所掌握的资料和信息来看,将PID参数模糊自整定控制器应用到结晶器液位控制尚未见报道.该文在设计的PID参数模糊自整定控制器的基础上进行了仿真实验,论证了这种控制器的可行性,最后在EFPT过程实验装置上进行了模拟实验,实验结果表明PID参数模糊自整定控制器集合了PID控制器和智能权模糊控制器所具有的优点,能很好地控制锅炉液位的稳定,具有超调量小,过渡时间短,控制精度高,无稳态偏差的特点.

目录

摘要

Abstract

第一章概论

1.1连续铸钢简介

1.1.1国内外连铸发展的过程和现状

1.1.2弧型连铸机的主要设备

1.2结晶器液位控制系统简介

1.2.1结晶器液位检测及控制系统的基本结构

1.2.2结晶器钢水液位自动控制的方法

1.3本课题的提出

1.4本文所做的工作

第二章基础理论

2.1控制模型辨识

2.1.1辨识简介

2.1.2闭环辨识简介

2.2.1 PID控制原理

2.2.2数字PID控制算法

2.3模糊控制原理

2.3.1模糊控制器的基本思想

2.3.2模糊控制系统的基本组成

2.3.3模糊控制基本算法

2.4模糊控制器的基本设计方法

2.4.1模糊控制器的结构设计

2.4.2模糊控制规则的设计

2.4.3精确量与模糊量之间的相互转换

2.4.4论域、量化因子及比例因子的选择

2.4.5模糊控制算法

第三章武钢二炼钢3#连铸机结晶器液位控制系统简介

3.1结晶器液位控制系统简介

3.1.1 LM-600电磁涡流式液面计

3.1.2 RSE 1000数字型控制器

3.1.3 MQS 160塞棒机构

3.1.4 DEM 960电动缸

3.1.5 ACV 400放大器

3.2此系统采用的PID控制方法简介

3.3结晶器模型的辨识

3.3.1 matlab系统辨识工具箱简介

3.3.2具体的辨识过程

3.4结晶器液位控制所面临的困难

3.4.1不均匀的铸速

3.4.2中间罐出口通道中的不规则流动

3.4.3结晶器中的紊流和波动

3.4.4结晶器内熔池的振动

3.4.5结晶器振荡

3.4.6塞棒头的侵蚀

3.5新的结晶器液位控制方法的介绍

3.5.1基于PI的液位控制策略

3.5.2基于零极点配置的液位控制策略

3.5.3智能化液位控制策略

3.5.4自适应液位控制

3.6智能PID控制方法的思路

第四章PID参数模糊自整定控制器的应用研究

4.1常规的PID参数模糊自整定控制器的设计

4.1.1 PID参数模糊自整定的控制系统结构

4.1.2 PID参数自整定的原则

4.1.3 PID参数模糊自整定控制器的设计

4.2 PID参数模糊自整定控制器的改进

4.2.1模糊控制器结构的改进

4.2.2模糊控制器推理规则的改进

4.3武钢二炼钢3#连铸机拟采用的PID参数模糊自整定控制器设计

4.3.1参数kp(0)的获得

4.3.2两输入一输出模糊控制器的设计

4.4结晶器液位PID参数模糊自整定控制器的仿真研究

第五章实验研究

5.1 EFPT计算机过程控制实验系统的简介

5.1.1 EFPT过程控制实验装置简介

5.1.2 EFPT计算机过程控制实验系统组成介绍

5.2锅炉液位控制实验系统

5.3锅炉液位实时控制

5.3.1锅炉液位控制实验模拟结晶器液位控制的可行性论证

5.3.2锅炉液位实时控制算法实现

5.3.3锅炉液位实时控制实验过程

5.3.4锅炉液位实时控制实验结果

结束语

参考文献

研究生期间发表的论文

致谢