PDF《连铸结 晶器 液位 预测 控制》

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6 控制理论与应用埽眷连铸是一个复杂的工业过程 , 系统的 自由响应 受到高频测量噪声的影响 , 为了克服这种扰动 , 本文 在求解最优预测之前 , 首先对 自由响应序列进行 了 低通滤波, 这大大提高 了系统的鲁棒性 . 这一过程相 当于构造 如下 的准则 函数 : 嚆一c+一ri+j]+∑^ [ + ] . ;

. (

1 1 ) 1= 其中(+)为步超前 最优 预 测输 出 中的 自由响 应(即与 当前 控 制信 号无关的部 分),(¨)为预测输出中的约束响应 ( 即与当前控制信号相关 的部 分),低通滤波器 ( '

'

) / n( )根据结晶器液位 系统 中存 在 的噪声 的频 率和幅值 来选取,本文根 据 连铸过程的工艺条件选 Ⅳ D=3 , ^ =2 , y=0 .

6 5 以及=0.35.最后 得到 最优 控制律 为:n()=[yGG+^yGlr―PJ.(12)然后根据前面的等效化方程 Ⅱ ( k )= ( ) u ( k ) 就可得到连铸机结晶器液位有色扰动系统的最优控 制律:u()= 日( ) u ( k )= 日(Z-I)[yGG¨yG【r一pJ.(13)4实施 结果 ( I mp l e m e n t a t i o n x ~ s u l t s ) 本文所 研究的连铸 机 是结 晶器 为150cm*150cm, 正常拉速为

1 ~3 m/ m i n的弧形方坯连铸机 . 流量阀的有效流通面积系数为 .=0 . 5以及 b=1 .

1 , 阻尼系数为 =0 .

6 8 , 自然 振 荡角 频率=6.i4,锕液流 出系数 c=0 .

5 7 . 工艺 要求液 位偏差应 当小于lOmm, 而 且波 动不 得 太剧 烈.由于有 较强 的扰 动, 在原有 P I D控制系统中, 液位总是在较大范围内 存在着波动( 见图

2 ) , 只有

4 8 %的铸坯满足上述工 艺要求 . 固 3和图 4为采用本文的控制方法对结晶 器液位进行控制时液位响应的仿真曲线和实施记录 曲线 . 由固 3和图

4 可见 , 液位很快便达到了设定值, 时间/s图2常规 P I D控制 F i g

2 T r a d i t i o n a l P I D c o n t r o l

9 0 l 主8

5 烘80烘嚣船0t0203O时间图3CGPC控制 ( 仿真 F i g

3 CG P C c o n t r o l ( i n s i mu l a t i o n ) 斌位蛤 : 际液 , .'

^^ 酗020406080】O0间/s圈4CGP C控制 ( 实施 F i g

4 C G P C c o n t r o l ( i n p r a c t i c e ) 最大 液位偏差 约为

6 m m, 而且 没有出现剧 烈 的液位 波动 , 所以满足工艺指标要求. ........