控制轧制的应用分析

控制轧制的应用分析

摘要：控制轧制是目前世界上轧制中经常使用的技术。一般认为控制轧制技术是在20世纪60—70年代确立的，但实际上早在1920年，这一技术就初见端倪了，以后经过无数技术人员长期不断的努力才发展至今天的成就。这项工艺，节约合金，简化工序，节约能源消耗的先进轧钢技术，大幅度提高钢材的综合性能。本书的目的在于通过整理控制轧制技术进步的历程，向读者揭示控制轧制技术的重要性。主要介绍控制轧制的定义、种类、机理、优缺点、控制轧制与传统轧制的比较以及控制轧制技术在线棒材﹑型钢﹑双相钢生产中的应用。

关键词：控制轧制控制轧制机理控制轧制应用

前言：

随着科学技术的迅速发展，近几年来中国钢铁工业得到了高速发展，在钢铁工业的各项产品中，控制轧制是近十多年来国内外新发展起来的轧钢生产新技术，受到国际冶金界的重视。各国先后开展了多方面的理论研究和应用技术研究，并在轧钢生产中加以应用，明显地改善和提高了钢材的强韧性和使用性能，为节约能耗，简化生产工艺，开发钢材新品种创造了有利条件。

1 控制轧制的概述

1.1控制轧制的定义

在调整钢的化学成分的基础上，通过控制加热温度﹑轧制温度﹑变形制度等工艺参数，控制奥氏体状态和相变产物的组织状态，从而达到控制钢材组织性能的目的。

1.2控制轧制与普通轧制的比较

与普通生产工艺相比，通过控制轧制生产技术可以使钢板的抗拉强度和屈服强度平均提高约40―60MPa，在低温韧性﹑焊接性能﹑节能﹑降低碳含量﹑节省合金元素以及保持良好板形方面都有无可比拟的优越性。

1.3 控制轧制的种类

(1)完全再结晶型控制轧制。全部变形在奥氏体再结晶区进行，终轧温度不低于奥氏体再结晶温度上限，道次变形量不低于奥氏体再结晶的临界变形量

(2)再结晶型控制轧制与未再结晶配合的控制轧制。这一工艺特点是，在完全再结晶区进行一定道次的变形，在部分再结晶区进行待温，而在奥氏体的未再结晶区继续轧制一定道次，并在未再结晶区结束轧制

(3) 完全再结晶型、未再结晶和(γ+α) 两厢区控制轧制。这种工艺特点是，在奥氏体完全再结晶区轧制一些道次，接近部分再结晶区进行待温或快冷，进入未再结晶区温度后继续轧制，并且当钢温已经达到(γ+α)两相区时轧制一定道次，达到一定变形量后终止轧制。

如图1

图1控制轧制方式示意图

(1)再结晶型控制轧制(2)未再结晶控制轧制(3)(γ+α)两厢区控制轧制

1.4控制轧制优缺点

控制轧制的优点:

(1)可以提高钢材强度的同时提高钢材的低温韧性。

(2)可以充分发挥铌﹑钒﹑钛等微量元素的作用.在普通热轧生产中，钢加入铌或钒后主要起到沉淀强化作用，其结果使热轧钢材强度提高、韧性变差，因此不少钢材产品不得不进行正火处理后交货。当采用控制轧制生产时，铌将产生显著的晶粒细化和一定程度的沉淀强化，使轧后钢材的强度和韧性都得到了很大提高，铌含量少至万分之几就很有效。钢中加入的钒由于具有一定程度的沉淀强化的同时还具有较弱的晶粒细化作用，因此在提高钢材强度的同时没有降低韧性的现象。加入钢中的钛虽然具有细化加热时原始γ晶粒的作用，但在普通热轧条件下钢中的钛不能发挥细化热轧变形过程中γ晶粒的作用，仍然得不到同时提高钢的强度和韧性的效果，当采用控制轧制生产含钛钢时才能使钢中的钛起到沉淀强化和晶粒细化的双重作用。

控制轧制的缺点:

是要求较低的轧制变形温度和一定的道次压下率，因此增大了轧制负荷。此外由于要求较低的终轧温度，大规模产品需要在轧制道次之间待温，降低轧机生产率。为此世界各国开始多轧机进行技术改造，采用大负荷轧机，安装升降辊道，道次间冷却来减少轧制待温时间，提高轧机的生产率。

2 控制轧制的机理

通过控制热轧条件，经过相变过程在奥氏体(r)的基体上，形成高密度的铁素体(a)晶核，从而在相变后，达到细化钢材的组织结构。经过研究发现铁素体的形核位置通常是在奥氏体的相界面﹑由热变形和变形带造成的退火孪晶的内面而控制奥氏体相结构变化的关键因素是相变温度，在普通的热轧中，由于不涉及任何形式的控制轧制，基本是根据产品的断面的形状进行轧制，精轧后的温度通常在900―1050℃之间，则生产的钢材奥氏体晶粒尺寸粗大。所以在生产普通的C-Mn 钢过程中，通过控制轧制温度，把精轧道次安排在950-800℃范围内，经过大量的研究表明在该温度范围内轧制钢材奥氏体则达到细化晶粒的目的。通过进一步表明，细化奥氏体晶粒的方法是把轧制尽量安排在奥氏体的非再结晶温度的范围内，但是在这一范围内，由于奥氏体的再结晶点和Ar3温度点接近，范围较窄，所以，在生产中并没有取得多大的效果，通过添加合金元素铌，能够升高再结晶点100℃，同时又发现铁素体形核点不是在奥氏体的相界面上，而是

DCS中的先进控制技术

DCS中的先进控制技术 dcs在控制上的最大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态，可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要，使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。随着企业提出的高柔性、高效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应，以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后，先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。需要强调的是，广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向。 在实际过程控制系统中，基于PID控制技术的系统占80%以上，PID回路运用优劣在实现装置平稳、高效、优质运行中起到举足轻重的作用，各DCS厂商都以此作为抢占市场的有力竞争砝码，开发出各自的PID自整定软件。另外，根据DCS的控制功能，在基本的PID算法基础上，可以开发各种改进算法，以满足实际工业控制现场的各种需要，诸如带死区的PID控制、积分分离的PID控制、微分先行的PID控制、不完全微分的PID控制、具有逻辑选择功能的PID 控制等等。 与传统的PID控制不同，基于非参数模型的预测控制算

法是通过预测模型预估系统的未来输出的状态，采用滚动优化策略计算当前控制器的输出。根据实施方案的不同，有各种算法，例如，内模控制、模型算法控制、动态矩阵控制等。目前，实用预测控制算法已引入DCS，例如IDCOM控制算法软件包已广泛应用于加氢裂化、催化裂化、常压蒸馏、石脑油催化重整等实际工业过程。此外，还有霍尼韦尔公司的HPC，横河公司的PREDICTROL，山武霍尼韦尔公司在TDC-3000LCN系统中开发的基于卡尔曼滤波器的预测控制器等等。这类预测控制器不是单纯把卡尔曼滤波器置于以往预测控制之前进行噪声滤波，而是把卡尔曼滤波器作为最优状态推测器，同时进行最优状态推测和噪声滤波。 先进控制算法还有很多。目前，国内、外许多控制软件公司和DCS厂商都在竞相开发先进控制和优化控制的工程软件包，希望在组态软件中嵌入先进控制和优化控制策略。

中厚板的控制轧制与控制冷却工艺

中厚板的控制轧制与控制冷却工艺 孙洪亮 （材料成型及控制工程，1233010149） 【摘要】近三十年以来，控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发展，各国先后开展了多方面的理论研究和应用技术研究，并在轧钢生产中加以利用，明显的改善和提高了钢材的强韧性和使用性能，为了节约能耗、简化生产工艺和开发钢材新品种创造了有力条件。目前国内外大多数宽厚板厂均采用控制轧制和控制冷却工艺,生产具有高强度、高韧性、良好焊接性的优质钢板。控制轧制和控制冷却工艺的开发与理论研究进一步揭示了热变形过程中变形和冷却工艺参数与钢材的组织变化、相关规律以及钢材性能之间的内在关系，充实和形成了钢材热变形条件下的物理冶金工程理论，为制定合理的热轧生产工艺提供理论依据。关键词:宽厚板厂，控制轧制，控制冷却 【关键词】控制轧制；控制冷却；冷却段长度 In the controlled rolling and controlled cooling technology of plate Abstract：For nearly 30 years, controlled rolling and controlled cooling technology obtained the rapid development in foreign countries, and countries successively carried out various theoretical research and applied technology research, and tries to use in the production of steel rolling, the obvious improve and enhance the tenacity of steel and the use of performance, in order to save energy consumption, simplify production process and development of new steel varieties created favourable conditions. Most lenient plate factory at home and abroad adopt controlled rolling and controlled cooling technology, production has high strength, high toughness and good weldability of high qualified steel plate. Controlled rolling and controlled cooling technology development and theory research of further reveals that the thermal deformation in the process of deformation and cooling process parameters and the change of the organization of the steel, the relevant laws and the internal relations between steel performance, enrich and formed steel thermal deformation under the condition of physical metallurgy engineering theory, to provide theoretical basis for reasonable hot-rolling process. Keywords: generous plate factory, controlled rolling and controlled cooling Key Words:Control rolling; Controlled cooling; Cooling length 1引言 近代工业发展对热轧非调质钢板的性能要求越来越高，除了具有高强度外，还要有良好的韧性、焊接性能及低的冷脆性。目前世界上许多国家都利用控轧和控冷工艺生产高寒地区使用的输油、输气管道用钢板、低碳含铌的低合金高强度钢板、高韧性钢板，以及造船板、桥

控制轧制与控制冷却

控制轧制与控制冷却 穆安水 （材料成型及控制工程12级） [摘要]：控轧与控冷工艺是一项节约合金，简化工序，节约能源的先进轧钢技术，通过对控轧与控冷工艺的具体分析提出，控轧与控冷工艺能充分挖掘钢材的潜力，大幅度提高钢材的综合性能，通过对控轧控冷工艺在中厚板及带钢生产中应用的分析，说明控轧控冷工艺能给冶金工业及社会带来的巨大的经济效益针对传统控制轧制控制冷却(TMCP)技术存在的问题,提出了以超快冷为核心的新一代的TMCP技术,并详述了作为实现新一代TMCP技术核心手段的超快冷技术的科学内涵和工业装备开发情况。指出新一代TMCP技术综合采用细晶强化、析出强化、相变强化等多种强化机制,可以充分挖掘钢铁材料的潜力,节省资源和能源,优化现有的轧制过程,有利于钢铁工业的可持续发展。最后给出了以新一代TMCP为特征的创新轧制过程的案例。展示了该技术的广阔的应用前景。 [关键词]：控制轧制；控制冷却；超快冷技术 Abstract:controlled rolling and controlled cooling technology is a saving alloy, simplify the process, energy saving advanced rolling technology, based on the analysis of controlled rolling and controlled cooling technology, controlled rolling and controlled cooling technology can fully tap the potential of steel, greatly improve the comprehensive performance of steel, by means of controlled rolling process of controlled cooling in the applications of plate and strip production analysis, shows that controlled rolling process of controlled cooling can give huge economic benefits of metallurgical industry and the society in view of the traditional control rolling control problems of cooling (TMCP) technology, proposed the ultra fast cooling as the core of the new generation of TMCP technology, and described as a new generation of TMCP technology core means of scientific connotation of ultra fast cooling technology and industrial equipment development.Pointed out that a new generation of TMCP technology integrated with fine grain strengthening, precipitation strengthening, phase transformation strengthening and so on the many kinds of strengthening mechanism, can fully exert the potential of steel materials, save resources and energy, to optimize the existing rolling process, is conducive to the sustainable development of iron and steel industry.Characterized by a new generation of TMCP shows the case of the innovation of the rolling process.Shows a broad prospect of application of the technology. Keyword：Controlled rolling；Controlled cooling;Super fast cooling technology 1引言 近三十年以来，控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发

先进控制技术及应用

先进控制技术及应用 1．前言 工业生产的过程是复杂的，建立起来的模型也是不完善的。即使是理论非常复杂的现代控制理论，其效果也往往不尽人意，甚至在一些方面还不及传统的PID控制。20世纪70年代，人们除了加强对生产过程的建模、系统辨识、自适应控制等方面的研究外，开始打破传统的控制思想，试图面向工业开发出一种对各种模型要求低、在线计算方便、控制综合效果好的新型算法。在这样的背景下，预测控制的一种，也就是动态矩阵控制（DMC）首先在法国的工业控制中得到应用。因此预测控制不是某种统一理论的产物，而是在工业实践中逐渐发展起来的。预测控制中比较常见的三种算法是模型算法控制（MAC），动态矩阵控制（DMC）以及广义预测控制。本篇分别采用动态矩阵控制（DMC）、模型算法控制（MAC）进行仿真，算法稳定在消除稳态余差方面非常有效。 2、控制系统设计方案 2.1 动态矩阵控制（DMC）方案设计图 动态矩阵控制是基于系统阶跃响应模型的算法，隶属于预测控制的范畴。它的原理结构图如下图2-1所示： 图2-1 动态矩阵控制原理结构图 2.2 模型算法控制（MAC）方案设计图 模型算法控制（MAC）由称模型预测启发控制（MPHC），与MAC相同也适用于渐进

稳定的线性对象，但其设计前提不是对象的阶跃响应而是其脉冲响应。它的原理结构图如下图2-2所示： 图2-2 模型算法控制原理结构图 3、模型建立 3.1被控对象模型及其稳定性分析 被控对象模型为 （1） 化成s 域，g （s ）=0.2713/（s+0.9），很显然，这个系统是渐进稳定的系统。因此该对象 适用于DMC 算法和MAC 算法。 3.2 MAC 算法仿真 3.2.1 预测模型 该被控对象是一个渐近稳定的对象，预测模型表示为： )()1()(?)(?1j k j k u z g j k y m ++-+=+-ε， j=1, 2, 3,……,P . （2） 这一模型可用来预测对象在未来时刻的输出值，其中y 的下标m 表示模型，也称为内 部模型。（2）式也可写成矩阵形式为： )1()()1(?-+=+k FU k GU k Y m 4 1 11 8351.012713.0)(-----=z z z z G

先进控制技术在DCS系统中的应用

先进控制技术在DCS系统中的应用 发表时间：2018-05-28T10:09:34.313Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：邵才俊 [导读] 摘要：DCS在其性质上属于一种分布式控制系统，在具体的使用过程中可以发挥出一定的集散控制作用，在系统当中主要是集合了计算机技术、控制技术、通讯技术以及网络技术等。 (江苏国信协联能源有限公司江苏无锡 214203) 摘要：DCS在其性质上属于一种分布式控制系统，在具体的使用过程中可以发挥出一定的集散控制作用，在系统当中主要是集合了计算机技术、控制技术、通讯技术以及网络技术等。技术人员在对层面进行控制的过程中需要采取分散控制的方式来进行，另外，在对生产装置进行管理的过程中需要进行集中管理。在DCS系统中，要想使系统可以实现一定的数字控制功能，技术人员需要对系统的规模进行不断扩大，同时在使用功能方面也需要不断增加，这样才能使DCS系统在实际的使用过程中可以发挥出更有意义的使用价值。 关键词：先进控制技术；DCS系统；应用 1先进控制技术的意义 目前，我国加强了对DCS系统的管理工作，并为DCS系统在未来的发展提供了良好的发展前景。通过对先进控制技术的不断优化和完善，可以使企业在生产的过程中获得更多的经济效益，从而使企业在激烈的市场竞争中实现更加长远的发展。随着现代控制理论的发展以及人工智能的广泛应用，为先进控制技术的发展起到了良好的促进作用。先进控制技术在使用的过程中，主要是应用了数学原理，然后在计算机技术运行的基础上实现相应的控制工作。先进控制技术与一般的PID技术相比存在着一定的差异，先进控制技术在使用的过程中可以获得比较大的经济效益，同时具备非常完善的控制措施，可以为最终参数的准确性提供良的保障。而其他技术在应用的过程中可能会面临一些突发性的事件，因为工业系统在整体上不具备稳定性，很多问题没有办法进行准确的预测。因此，一般的控制技术在使用的过程中还无法实现对工业系统问题的有效处理，而采用先进控制技术就可以对整个工业系统实现合理有效的控制。 2先进控制技术的发展现状 当一个施工单位或者是生产企业采用PID控制技术对系统进行处理的过程中，主要是融合了经典理论的前提条件下来进行的。PID控制技术目前在很多行业中有着非常广泛的使用和推广，而在现代化的工业生产过程中DCS系统有着非常广泛的使用，大部分工业系统的稳定运行以及合理性的操作可以采用PID技术进行控制和维护，这种方式在操作的过程中比较简单，并且也很容易被行业认可和接收。随着我国科学技术的不断发展，控制技术在其机构以及作用上有了很大的改进和完善，并在应用规模上也在逐渐的扩大。在我国的工业系统进行生产的过程中，一般情况下会出现很多化学以及生物反应，在反应的过程中可以对物质以及能量进行有效的传递和转换，工业生产在整体上呈现了一定的复杂性，其中会涉及到很多方面的内容和知识，并且其中还存在着很多不确定性因素，信息的不完善以及非线性特征等，正是因为存在这些问题导致先进控制技术在工业化发展中受到了非常严重的阻碍，同时这也是目前工业生产所面临的核心问题，这会对产品的质量以及生产效率造成非常严重的影响。面对这种现象，工业生产应该逐渐面向大型或者是连续性的方向不断发展，通过对技术方面的有效完善，可以对生产过程中存在的整体性问题以及实时性问题进行合理有效的解决。也就是说，为了使DCS系统的协调性可以实现有效的提升，同时对工业生产过程中进行不断的优化，这就需要采用先进控制技术，从而才能对生产过程中出现的复杂性问题进行有效的解决。 3先进控制技术在DCS控制系统中的应用 3.1自适应控制 就自适应控制技术而言，它在DCS控制系统中的应用主要包含以下几种形式。第一，自校正调节器控制系统。该系统的组成要素主要包含可调控制器、对象参数估计器、控制器参数计算系统以及控制对象。在实际控制过程中，该系统可以借助对象参数估计器，将处于运行状态的控制对象当前参数估计出来，并将其传输至控制器参数计算模块中。该模块得出计算结果之后，会根据结果调整控制对象的参数。当控制对象运行一段时间后，如果调整参数并不适用，整个参数计算流程将再次循环，从而得出新的参数计算结果，然后由可调控制器记录并用于控制对象中。该系统的自动校正功能有效保证了最终控制决策的有效性。第二，模型参考自适应控制系统。该系统由反馈控制器、参考模型以及调整控制器等部分组成。其中，参考模型是影响该系统控制质量的主要因素。 3.2智能控制 典型的智能控制主要包含神经网络和专家系统等。就神经网络而言，它的应用优势主要包含鲁棒性强、可以自动学习、可实现大规模并行处理等。为了优化DCS控制系统的性能，可以将CMAC神经网络应用在DCS控制系统中，以优化DCS控制系统的主蒸汽温度控制功能。具体原理：协调器利用预先设定值及企业中控制对象（主蒸汽温度）的实际输出参数，计算符合企业生产需求的控制对象最佳期望输出参数；得出具体计算结果后，由CMAC网络响应进行检测，若产生响应反应，则表明该数值合理，此时可以利用这一参数对控制对象的当前参数进行调节。事实上，CMAC神经网络在DCS控制系统中的应用也有可能产生错误的控制决策。但是，这种先进控制技术可以利用自身的自主学习功能检测控制决策的合理性。当发现参数不符合要求后，会再次将参数带入循环重新计算，最终获得符合企业生产需求的参数处理结果。 就专家系统而言，它的推理控制决策功能是通过各个领域的专家经验产生的。专家系统的控制决策原理：数据库负责储存事实和相应的推理结果；而知识库通过知识获取操作从相关领域的专家身上获得相应的知识和经验（获取环节具有实时性，因此知识库与领域专家在知识维度上的一致性相对较好）。用户提出问题后，专家系统中的推理机会从知识库、数据库中调取相应信息，判断该问题是否已经存在。如果知识库和数据库中都不存在该问题，则推理机会借助相关经验和推理结果，对该问题的可能结果进行推理，并将最终推理结果反馈给用户。对于DCS控制系统而言，专家系统的应用可以显著改善问题解决能力。运行状态下，DCS控制系统识别出企业的某个部分或生产环节出现异常问题时，专家系统能够快速发挥作用，为DCS控制系统提供相应的推断结果，以此保证DCS控制系统的正常运行。 3.3预测控制 预测控制对DCS控制系统性能的优化可以通过多变量系统的动态矩阵控制来实现。作用原理：根据企业中的控制对象，构建出相应的动态矩阵；当控制对象出现变化时，具体的变动信息会被反应在动态矩阵中，由动态矩阵进行校正。除了检测功能之外，动态矩阵还可以结合预测模型对控制对象可能出现的变化作出预测，进而保证控制决策与控制对象之间的契合性。对于DCS控制系统而言，预测控制的应

钢材的控制轧制和控制冷却Word版

钢材的控制轧制和控制冷却 一、名词解释： 1、控制轧制：在热轧过程中通过对金属的加热制度、变形制度、温度制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合，以获得细小晶粒组织，使钢材具有优异的综合力学性能。。 2、控制冷却：控制轧后钢材的冷却速度、冷却温度，可采用不同的冷却路径对钢材组织及性能进行调控。 3、形变诱导相变：由于热轧变形的作用，使奥氏体向铁素体转变温度Ar3上升，促进了奥氏体向铁索体的转变。在奥氏体未再结晶区变形后造成变形带的产生和畸变能的增加，从而影响Ar3温度。 4、形变诱导析出：在变形过程中，由于产生大量位错和畸变能增加，使微量元素析出速度增大。 两相区轧制后的组织中既有由变形未再结晶奥氏体转变的等轴细小铁素体晶粒，还有被变形的细长的铁素体晶粒。同时在低温区变形促进了含铌、钒、钛等微量合金化钢中碳化物的析出。 5、再结晶临界变形量: 在一定的变形速率和变形温度下，发生动态再结晶所必需的最低变形量。 6、二次冷却：相变开始温度到相变结束温度范围内的冷却控制。 二、填空： 1、再结晶的驱动力是储存能，影响其因素可以分为：一类是工艺条件，主要有变形量、变形温度、变形速度。另一类是材料的内在因素，主要是材料的化学成分和冶金状态。 2、控制冷却主要控制轧后钢材冷却过程的（冷却温度）、（冷却速度）等工艺条件，达到改善钢材组织和性能的目的。 3、固溶体的类型有（间隙式固溶）和（置换式固溶），形成（间隙式）固溶体的溶质元素固溶强化作用更大。 4、根据热轧过程中变形奥氏体的组织状态和相变机制不同，将控制轧制划分为三个阶段，即奥氏体再结晶型控制轧制、奥氏体未再结晶型控制轧制、在A+F两相区控制轧制。 5、以珠光体为主的中高碳钢，为达到珠光体团直径减小，则要细化奥氏体晶粒，必须采用（奥氏体再结晶）型控制轧制。 6、控制轧制是在热轧过程中通过对金属的（加热制度）、（变形制度）、（温度制度）的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合使钢材具有优异的综合力学性能。 7、钢的强化机制主要包括（固溶强化）、（位错强化）、（沉淀强化）、（细晶强化）、（亚晶强化）、（相变强化）等，其中（绕过）机制既能使钢强化又使钢的韧性得到提高。

先进控制技术

《先进控制技术》结课作业 课程名称：先进控制技术 班级：1710 学号： 学生姓名： 2017年12月19日

模糊控制技术的发展综述 一、引言 在实际的工业控制过程中，很多系统具有高度的非线性、多变量耦合性、不确定性、信息不完全性和大滞后等特性。对于这种系统很难获得精确的数学模型，并且常规的控制无法获得满意的控制效果。面对这些复杂的工业控制产生了新的控制策略，即先进控制技术。先进控制技术包括：自适应控制，预测控制，推理控制，鲁棒控制以及包括模糊控制与神经网络在内的智能控制方法。 本文主要介绍了模糊控制技术的发展历程、原理及应用前景，简单介绍了模糊控制基本原理并运用MATLAB对设计一个简单的模糊PID控制器，比较了模糊PID控制器与传统PID控制器控制效果。 二、模糊控制的发展 自从美国加利福尼亚大学控制论专家L.A.Zadeh教授在1965年提出的《Fuzzy Set》开创了模糊数学的历史，吸引了众多的学者对其进行研究，使其理论和方法日益完善，并且广泛的应用于自然科学和社会科学的各个领域，尤其是第五代计算机的研制和知识工程开发等领域占有特殊重要的地位。把模糊逻辑应用于控制领域则始于1973年。1974年英国的E.H.Mamdani成功地将模糊控制应用于锅炉和蒸汽机的控制。此后20年来，模糊控制不断发展并在许多领域中得到成功应用。由于模糊逻辑本身提供了由专家构造语言信息并将其转化为控制策略的一种体系理论方法，因而能够解决许多复杂而无法建立精确数学模型系统的控制问题，所以它是处理推理系统和控制系统中不精确和不确定性的一种有效方法。从广义上讲，模糊控制是基于模糊推理，模仿人的思维方式，对难以建立精确数学模型的对象实施的一种控制策略。它是模糊数学同控制理论相结合的产物，同时也是只能控制的重要组成部分。模糊控制的突出特点在于： 1) 控制系统的设计不要求知道被控对象的精确数学模型，只需要提供现场操作人员的经验知识及操作数据。

先进控制技术研究与应用现状调研报告

先进控制技术研究与应用现状 在工业生产过程中，一个良好的控制系统不但要保护系统的稳定性和整个生产的安全，满足一定约束条件，而且应该带来一定的经济效益和社会效益。然而设计这样的控制系统会遇到许多困难，特别是复杂工业过程往往具有不确定性（环境结构和参数的未知性、时变性、随机性、突变性）、非线性、变量间的关联性以及信息的不完全性和大纯滞后性等，要想获得精确的数学模型十分困难。因此，对于过程控制系统的设计，已不能采用单一基于定量的数学模型的传统控制理论和控制技术，必须进一步开发高级的过程控制系统，研究先进的过程控制规律，以及将现有的控制理论和方法向过程控制领域移植和改造等方面越来越受到控制界的关注。 世界各国在加强建模理论、辨识技术、优化控制、最优控制、高级过程控制等方面进行研究，推出了从实际工业过程特点出发，寻求对模型要求不高，在线计算方便，对过程和环境的不确定性有一定适应能力的控制策略和方法，如自适应控制系统、预测控制系统、鲁棒控制系统、智能控制系统等先进控制系统。 。对于含有大量不确定性和难于建模的复杂系统，基于知识的专家系统、模糊控制、人工神经网络控制、学习控制和基于信息论的智能控制等应运而生，它们在许多领域都开始得到了应用，成为自动控制的前沿学科之一。由于变量间的关联，使系统不能正常平稳运行，出现各类解耦控制系统。对于大纯滞后系统自年史密斯提出“预估补偿器”以来，由于预估补偿器对参数变化灵敏度极高，又相继出现了各种改进预估补偿方法，如观测补偿器控制方案、内模控制、双控制器、达林控制箅法、纯滞后对象采样控制等，但均尚未完全真正解决，人们还在继续努力想方设法寻求解决办法。针对信息不完全性出现了推断控制系统和软测量技术。本文就目前应用较多、且取得经济效益的预测控制、软测量技术发展及应用作一些介绍，以推动先进控制技术的应用。 一、基于模型的预测控制 自20世纪60年代蓬勃发展起来的以状态空间分析法为基础的现代控制理论，在航空、航天、制导等领域取得了辉煌的成果。在过程控制领域亦有所移植，但实验室及学院式的研究远多于过程工业上的实际应用，其中主要原因是：工业过程的多输入——多输出的高维复杂系统难于建立精确的数学模型，工业过程模型结构、参数和环境都有大量不确定性；工业过程都存在着非线性，只是程度不同而已；工业过程都存在着各种各样的约束，而过程的最佳操作点往往在约束的边界上等，理论与工业应用之间鸿沟很大，为克服理论与应用之间的不协调，70年代以来，针对工业过程特点寻找各种对模型精确度要求低，控制综合质量好，在线计算方便的优化控制算法。预测控制是在这样的背景下发展起来的一类新型计算机优化控制算法。 （一）预测控制的发展 20世纪70年代后期，模型算法控制（MAC）和动态矩阵控制（DMC）分别在锅炉、分馏塔和石油化工装置上

先进控制技术课程心得

先进控制技术课程心得 先进控制技术课程心得1 一、实-目的生产实-是教学与生产实际相结合的重要实践性教学环节。在生产实-过程中，学校也以培养学生观察问题、解决问题和向生产实际学-的能力和方法为目标。培养我们的团结合作精神，牢固树立我们的群体意识，即个人智慧只有在融入集体之中才能最大限度地发挥作用。 通过这次生产实-，使我在生产实际中学-到了电气设备运行的技术管理知识、电气设备的制造过程知识及在学校无法学到的实践知识。在向工人学-时，培养了我们艰苦朴素的优良作风。在生产实践中体会到了严格地遵守纪律、统一组织及协调一致是现代化大生产的需要，也是我们当代大学生所必须的，从而近一步的提高了我们的组织观念。 我们在实-中了解到了工厂供配电系统，尤其是了解到了工厂变电所的组成及运行过程，为小区电力网设计、建筑供配电系统课程设计奠定基础。通过参观第一化工集团自动化系统，使我开阔了眼界、拓宽了知识面，为学好专业课积累必要的感性知识，为我们以后在质的变化上奠定了有力的基础。

通过生产实-，对我们巩固和加深所学理论知识，培养我们的独立工作能力和加强劳动观点起了重要作用。 (三)、学-和了解变电所的主要结构型式，结构种类和特点。 (四)、学-和了解变电所的主要部件的生产技术资料，包括：各种技术标准，图纸，专用设备说明书等。 (五)、了解变电所的主要技术要求以及有关标准。 (六)、了解工厂的生产组织管理情况，劳动定额和成本核算的方法。 (七)、了解工厂开展的新材料、新工艺、新技术的研究情况。 (八)、实-期间进行了社会主义、爱国主义教育、进行爱 劳动、守纪律教育，进行安全、保密教育。 三、常规型变电所设备选型(a)、设备的选择配置应力求小型化，要保证技术先进、工作性能稳定可靠，质量有保证且售后服务跟得上。(b)、所内应采用两台主变，要求节能且有载调压型，一般采用s10或sz10型变压器，s11型也在发展之列，变压器容量要根据电力负荷情况而定，但两台主变容量比不应超过1∶3，阻抗电压、变比、接线组别应相同，误差不超过5%，为以后变压器并列运行提供条件。 (i)控制、保护、测量部分采用计算机综合自动化管理系统。

钢材控制轧制和控制冷却

钢材控制轧制与控制冷却 姓名:蔡翔 班级:材控12 学号: 钢材控制轧制与控制冷却 摘要:控轧控冷就是对热轧钢材进行组织性能控制得技术手段,目前已经广泛应用于热轧带钢、中厚板、型钢、棒线材与钢管等钢材生产得各个领域。控轧控冷技术能够通过袭警抢话、相变强化等方式,使钢材得强度韧度得以提高。 Aｂstract: cｏntrolled rolling is cｏntrｏlleｄcooｌｉｎg of hot ｒoｌlｅd sｔeel orgaｎｉzaｔｉon ｐerｆoｒmanｃe ｃontrol tecｈnology, has been ｗideｌy useｄｉｎthe hot ｒｏlled ｓtrip steeｌ,plaｔe,ｓｔeｅl,wｉre rod aｎd stｅeｌｐｉpｅaｎd oｔhｅr ｓｔeel products pｒoｄuction fiｅｌdｓ。Ｃontroｌｌｅｄrollinｇtechｎology of contｒｏllｅd coolｉng cａn pas ｓover ａssaｕltｉng a police officer, phasｅtransｆｏｒmａtiｏｎsｔｒengthening and so oｎ,to iｍproｖe the ｓtｒengｔｈoｆtｈe steelｔoｕg ｈnｅss、 关键词:宽厚板厂,控制轧制,控制冷却 1。引言: 控轧控冷技术得发展历史: 20世纪之前,人们对金属显微组织已经有了一些早期研究与正确认识,已经观察到钢中得铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体等组织。2０世纪20年代起开始有学者研究轧制温度与变形对材料组织性能得影响,这就是人们对钢材组织性能控制得最初尝试,当时人们不仅已经能够

论文-先进控制技术与实现

先进控制技术与应用实现 The advanced control technology and implementations 辽阳石化分公司仪表厂雷军刘春晖大连石化分公司新区装置马昕 摘要：近年来国内外石油化工行业以增加产品收率、降低原料和动力消耗，保证生产装置的优化和安全平稳运行，提高经济效益为目标，已经对装置的先进控制技术和控制软件进行了广泛研究和工业化应用，给生产装置带来显著的经济效益。本文通过对先进控制技术理论研究和数学模型建立的过程探讨，并以美国阿斯本（Aspen tech）公司开发设计的预测控制与软测量技术应用实施过程为实例，介绍先进控制技术在石油化工生产装置的应用与实现。 关键词：先进控制技术、数学模型、模拟软件、计算机平台、工业化应用。Abstract: in recent years, domestic and overseas petroleum chemical industry aim to increase the yield of product , reduce raw material and power consumption, ensure the production equipment and optimization of safety running smoothly, improve the economic benefit. Has the research and industrialization to the advanced control technology of devices and control software widely applied ,which has bring significant economic benefits for the production equipment. This article is discussed based on the advanced control technology theory research and the establish process of mathematic model . As an exemple of the application process which development and designed the predictive control and soft measurement technology by the company of American Aspentech, introduce the application and realization of the advanced control technology in petrochemical production equipment . Keywords:The advanced control technology,the mathematical model, simulation software,computer platform,industrial applications 一、概述 先进控制（APC-Advanced Process Control）技术是对那些不同于常规单回路PID控制，并具有比常规PID控制更好控制效果的控制策略的统称。与传统的PID 控制不同，先进控制是一种基于模型的控制策略，如模型预测控制和推断控制等。先进控制通常用于处理复杂的多量过程控制问题，如大时滞、多变量耦合、被控变量与控制变量存在着各种约束等。先进控制是建立在常规单回路控制之上的动态协调约束控制，可使控制系统适应实际工业生产过程动态特性和操作要求。 先进控制技术的实现，需要建立工业过程模型和有足够的计算能力及程序运行能力的设备作为支持平台。由于先进控制受控制算法的复杂性和计算机硬件两方面因素的影响，早期的先进控制算法通常是在上位机上实施的。随着DCS功能的不断增强．更多的先进控制策略可以与基本控制回路一起在DCS上实现。二、先进控制系统的核心内容 先进控制系统的核心内容是数据采集处理、数学模型建立、先进控制策略和工程实施平台。 （1）数据的采集、处理和软测量技术

先进控制技术试卷B答案

南阳理工学院电子与电气工程系 2010—2011学年第一学期期末考试卷 课程名称 先进控制技术 试卷编号 B 考试方式 开卷 满分分值 100分 一、填空题（每空1分，共10分）。 1、系统的输入是指由外部施加到系统上的全部 激励 。 2、连续时间系统的状态方程一般形式为 一阶微分方程组 。 3、状态空间是所有状态的 向量空间 。 4、设计模型参考自适应控制系统的核心问题是 如何设计好自适应调整率。 5、训练神经网络主要是改 连接权 的值。 6、状态方程和 输出方程 联立起来，构成一个对动态系统的完整描述，总称为系统的状态空间表达式。 7、若某系统处在最优控制下，则其性能指标取 极 值。 8、线性系统在t 0时刻可控的充要条件是该系统的可控的格拉姆矩阵为 非奇异 矩阵。 9、若在系统的状态空间表达式中，f 和g 均是 线性函数 ，则称 系统为线性系统。 10、状态调节器的基本任务是：当系统状态偏离系统平衡状态时，寻求一个 控制，在消耗能量不大的条件下使状态向量的各分量 趋于0 。 二、选择题（每题3分，共15分）。 11、若存在能将系统从0() 0x t =转移到()f x t α=的控制作用，则下列说法正确的是( A )。 A 、 α为t 0时刻可达； B 、 α为t 0时刻可控； C 、 α为t 0时刻可观； D 、 α为t 0时刻可够。 12、关于最优控制，下列说法正确的是（ C ）。 A 、控制过程中所用时间最少； B 、控制过程能量消耗最少； C 、性能指标取极值 ； D 、以上说法都不对。 13、已知某系统的状态方程为120 10x 0 01x g x ?????? =+??? ??????? ?? ，性能指标为0 3 f t t J g dt =? 则其哈密尔顿函数为（ D ）。 A 、2 12212H g x g λλ=++ B 、3 12212 H g x g λλ= ++ C 、3 1221 3 H g x g λλ= ++ D 、3122H g x g λλ=++。 14、关于设计模型参考自适应控制系统核心问题，下列说法正确的是( B ) 。 A 、 选择好参考模型； B 、 如何设计好自适应调整率； C 、 A 和B 都正确； D 、 以上说法都不对。 15、 关于专家系统的特点，下列说法错误的是 （ D ）。 A 、 具有透明性； B 、具有灵活性； C 、 具有启发性； D 、以上说法都不对。 三、简答题（每题10分，共50分）。 16、简述什么是最优控制。 答：设系统的状态方程为 [(),(),]X f X t U t t = 在给定初始条件X(t 0)=X 0条件下，选择有约束或无约束的控制U(t)，使

控制轧制、控制冷却工艺

控制轧制、控制冷却工艺技术 1.1 控制轧制工艺 控制轧制工艺包括把钢坯加热到适宜的温度，在轧制时控制变形量和变形温度以及轧后按工艺要求来冷却钢材。通常将控制轧制工艺分为三个阶段，如图 1.1所示[2]：(1>变形和奥氏体再结晶同时进行阶段，即钢坯加热后粗大化了的γ呈现加工硬化状态，这种加工硬化了得奥氏体具有促使铁素体相变形变形核作用，使相变后的α晶粒细小；(2> (γ+α>两相区变形阶段，当轧制温度继续降低到Ar3温度以下时，不但γ晶粒，部分相变后的α晶粒也要被轧制变形，从而在α晶粒内形成亚晶，促使α晶粒的进一步细化。 图1.1控制轧制的三个阶段 (1>—变形和奥氏体再结晶同时进行阶段；(2>—低温奥氏体变形不发生再结晶阶段；(3>—<γ+α）两相区变形阶段。

1.2 控制轧制工艺的优点和缺点 控制轧制的优点如下： 1．可以在提高钢材强度的同时提高钢材的低温韧性。 采用普通热轧生产工艺轧制16Mn钢中板，以18mm厚中板为例，其屈服强度σs≤330MPa，-40℃的冲击韧性A k≤431J，断口为95%纤维状断口。 当钢中加入微量铌后，仍然采用普通热轧工艺生产时，当采用控制轧制工艺生产时，-40℃的A k值会降低到78J以下，然而采用控制轧制工艺生产时。然而采用控制轧制工艺生产时-40℃的A k值可以达到728J以上。在通常热轧工艺下生产的低碳钢α晶粒只达到7~8级，经过控制轧制工艺生产的低碳钢α晶粒可以达到12级以上<按ASTM标准），通过细化晶粒同时达到提高强度和低温韧性是控轧工艺的最大优点。 2．可以充分发挥铌、钒、钛等微量元素的作用。 在普通热轧生产中，钢中加入铌或钒后主要起沉淀强化作用，其结果使热轧钢材强度提高、韧性变差，因此不少钢材不得不进行正火处理后交货。当采用控制轧制工艺生产时，铌将产生显著的晶粒细化和一定程度的沉淀强化，使轧后的钢材的强度和韧性都得到了很大提高，铌含量至万分之几就很有效，钢中加入的钒，因为具有一定程度的沉淀强化的同时还具有较弱的晶粒细化作用，因此在提高钢材强度的同时没有降低韧性的现象。加入钢种的钛虽然具有细化加热时原始γ晶粒的作用，但在普通轧制条件下钢中的钛不能发挥细化轧制变形过程中γ晶粒的作用，仍然得不到同时提高钢的强度和韧性的效果，当采用控制轧制工艺生产含钛钢时，才能使钢种的Ti

先进控制技术的几种控制策略综述

先进控制技术的几种控制策略综述 湖南 （湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410004） （E-mai: 87269709@https://www.wendangku.net/doc/4c10991330.html,） 摘要：近十几年来，世界各国在加强建模理论、辨识技术、最优控制、高级过程控制等方面进行了研究，涌现出很多针对模型要求不高、在线计算方便、对过程及环境的不确定性有一定适应能力的先进控制策略和方法，主要有自适应控制、鲁棒控制、预测调制、H∞控制、模糊控制、人工智能控制等，本文综合分析了这些先进控制策略发展动态。 关键词：先进控制；控制策略；自适应控制；鲁棒控 制；H∞控制；预测调制；模糊控制；人工智能控制。 1、引言 众所周知，控制策略是控制的核心。从模 拟控制系统开始，到数字控制系统及模数混合 系统的长期发展过程中，形成了许多有效的控 制策略(方法)，一般分为两类：传统控制策略 和现代控制策略。传统控制策略主要有PID控 制、Smith控制和解耦控制。然而随着现代工业 的大型化、复杂化发展，为了保证系统的稳定 性、生产的安全性以及控制的精确性，采用单 一基于定量的数学模型的传统控制理论与控制 策略已经远远不能胜任。于是，开发高级的过 程控制系统，研究高级的控制策略，越来越成 为控制界的关注对象。 近些年来，针对复杂控制过程的不确定性（环境结构和参数的未知性、时变性、随机性、突变性）、非线性、变量间的关联性以及信息的不完全性和大纯滞后性等，一批对模型要求不高、在线计算方便，对过程和环境的不确定性有一定适应能力的控制策略和方法得到了引用、改进和发展。下文将先简单介绍几种传统控制策略，然后在其基础上比较性地引出自适应控制、鲁棒控制、H∞控制、预测控制、模糊控制、智能控制等控制策略。 2、传统控制策略简介 2.1 PID控制 PID控制策略是应用的最广泛的一种算法，它无论在模拟调节或数字控制中，都得到了广泛的应用。这种控制方法具有一系列特性:（1）PID算法蕴涵了动态控制过程中过去、现在和将来的主要信息，而且其配置几乎最优。利用比例P、积分I及微分D的上适当的配合，可使动态过程快速、平稳、准确，收到了良好的效果。（2）PID控制适应性好，有较强的鲁棒性。（3）PID算法以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。 2.2 Smith控制 工业生产过程中的大多数被控对象都具有较大的纯滞后性质。被控对象的这种纯滞后性质经常引起超调和持续的振荡。1957年，国外就对工业生产过程中纯滞后现象进行了深入的研究，史密斯提出了一种纯滞后补偿模型，由于当时模拟仪表不能实现这种补偿，致使这种方法在工业实际中无法实现。随着计算机技术的飞速发展，现在人们可以利用计算机方便地实现纯滞后补偿。因此，它在控制中得到了广泛的应用，并且和各种控制算法结合，形成了一些颇有实用价值的复合控制策略。 2.3解耦控制 实际的控制系统大都是一个多变量的系统，从而或许存在一定的耦合。由于关联的因素太多，各回路不能分开独立考虑，难以随时进行在线整定。于是，基于多变量系统的解耦控制思想首先在Boksenbom和Hood的报告中被提了出来。实现解耦控制的思想是通过解耦补偿器的设计，使解耦补偿器和被控对象组成的广义系统的传递函数为对角阵，从而把一个有耦合影响的多变量系统化为多个无耦合的单变量系统。此后，该控制策略结合现代控制理论广泛用于过程控制系统。 2.4三种传统控制策略分析总结 PID控制的显著特点是不适应有大时间滞后的控制现象，参数变化较大甚至结构也变化