精炼炉加料系统的建模与控制

论文摘要

加料是精炼炉生产过程的重要组成部分,它影响着产品的质量甚至决定着产品的性质,这一点已越来越引起人们的重视。但大多数加料系统的自动化程度都较低,浪费了很多的人力和物力,造成不必要的损失。所以研究简单、高效、可靠的动态加料系统势在必行。本文在查阅了大量国内外相关文献的基础上,介绍了精炼炉炼钢的工艺过程、设备组成;综述了精炼炉加料系统的研究现状。并以120吨精炼炉为实际背景设计了自动加料系统。针对动态定量加料的控制要求,从加料系统的总体结构出发,对加料系统的异步电动机的矢量控制及振动给料两大主要环节进行了分析;对两部分分别进行了数学模型的建立,同时对异步电动机矢量控制模型进行了仿真验证。并在加料系统的总体方案设计的基础上,得出加料系统的动态模型。针对系统存在非线性、时变及大惯性等问题,采用迭代自学习控制方法,实现了对精炼炉加料过程快速准确的控制。使该系统不但能适应当前大多数加料系统的要求,而且还为以后的推广应用奠定了良好的基础。最后在总结全文研究工作的基础上,指出了精炼炉加料系统今后的发展方向。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 精炼炉生产与发展概况
• 1.2 精炼炉炼钢工艺与设备
• 1.3 精炼炉加料控制系统概述
• 1.4 动态定量加料的关键问题
• 1.5 国内外相关领域研究状况
• 1.6 本文的主要研究工作
• 第2章 精炼炉加料系统的建模
• 2.1 异步电动机矢量控制的建模
• 2.1.1 异步电动机在三相坐标系下的数学模型
• 2.1.2 矢量变换控制原理
• 2.1.3 坐标变换方法
• 2.1.4 异步电动机在两相坐标系上的数学模型
• 2.1.5 异步电动机矢量变换控制的仿真研究
• 2.2 惯性振动给料机的建模
• 2.2.1 振动给料机的结构
• 2.2.2 惯性振动给料机的动力学分析
• 2.2.3 惯性振动给料机的数学模型
• 2.3 称重计量环节的传递函数
• 2.4 精炼炉加料系统的模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 精炼炉加料系统的控制
• 3.1 引言
• 3.2 智能控制和学习控制概述
• 3.3 迭代学习控制概述
• 3.4 加料系统的迭代自学习控制方法
• 3.5 系统的仿真研究
• 3.5.1 系统仿真组态图
• 3.5.2 系统仿真结果与分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 精炼炉加料控制系统的实现
• 4.1 精炼炉控制系统结构
• 4.1.1 监控系统
• 4.1.2 硬件配置
• 4.2 加料称量系统功能实现
• 4.2.1 SIWAREX U称重模块
• 4.2.2 SIWAREX U与传感器接线图
• 4.2.3 SIWAREX U的标定
• 4.3 加料系统软件设计
• 4.3.1 称量控制程序
• 4.3.2 投料控制程序
• 4.4 本章小结
• 第5章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 监控画面
• 附录 B 自动加料称量程序