PDF《连铸结 晶器 液位 预测 控制》

第l8卷第5期2001年l0月 控制理论与应用 oD

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0 3 连铸结 晶器 液位 预测 控制郭戈(tt肃工业大学 电子与信息学院・ 兰州 .

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30 ) 王伟柴天佑 ( 东北大学 自动化研究 中心 t 沈用.

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0 6 ) 摘要:提出一 种能克服有色噪声扰动的广义预测控制方法 , 并将其用于结晶器液位控制 中, 结果表 明液位偏差 鞍小 . 系统鲁棒性太大改善 美键词 :结晶器液位 ;

有色噪声 ;

广义预测 控制 ;

鲁棒 性 文献 标识码 : A P r e d i c t i v e M o u l d Le v e l Co n t r o l i n a Co n t i n u o u s Ca s t i ng Li n e GUO C - c ( I

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1 引言 ( I n mx t u c t i o n ) 连铸生产过程 中保持结晶器液位的稳定是至关 重要的, 否则会严重影响铸坯质量. 目前液位控翩中 常用的是传统的 P I D方法 , 它只有在特定工艺条件 下才能实现较好的液位闭环控制 . 其不足之处在于:

1 ) 系统开环增益较大, 即使很小 的扰动也会引起较 大的偏差 ;

2 ) 滑动水 口等 因存在死区或因摩损、 腐 蚀或堵塞等原因而使 系统具有非线性特性 ;

3 ) 由于 拉速的扰动作用, P I D控制系统的鲁棒性较差 . 为了 克服这些不足, 近年来 国外已有许多研究人员将预 测_

1 _ 、 自适应L

3 J 以及模糊控制L , j 等先进方法用于 结晶器液位控制之中, 其控制效果比传统 P I D方法有 较大改善. 但是, 它们都未能很好地克服拉速等形成 的有色噪声对结晶器液位 的影响, 为此, 本文提出一 种有色噪声扰动下的鲁棒预测控制方法, 它能够很好 地消除拉速等扰动 , 实现结晶器液位的鲁棒控制 .

2 结 晶器 液位 系统 的模 型(Mo u l d l e v e l s y s ― t e r n m o d e

1 ) 结晶器液位控制系统的结构如 图1所示 . 图中 液压执行机构和液位检测器的特性可分别用下述传 递 函数来描述 ( ): L … S + 山hG.(): s + 虬图1结晶器液位控 制系统 F i g

1 M o u l d l e v e r c o n t r o l s y s t e m 由于它们都是惯性环节 , 所起的作用相 当于带 有放大器的延迟环节, 可 以认 为在结 晶器液位控制 系统中, 这两部分不会对系统的性能产生根本性 的 影响, 只会使模型阶次增高两阶, 从而使控制策略在 工程中实施的难度增大 , 而系统 的动态性 能则主要 由滑动水 口和结晶器等决定 . 实际上 , 对工业过程控 制系统的性能有较大影响的并不是检测仪器等的特 性, 而是其精度. 因此 , 考虑到实际控制的效果和便 利,在确定结晶器液位控制系统 的模型结构时本文 只考虑 滑动 水 口和结 晶器等 的特 性,而对于液 压执行机 构和液 位检测 器对液位 控制 系统 的影 响则 只是 * 基金项 目: 国家 九五'