【正文】 b39。u_5=u_4。dsys1=c2d(sys1,T,39。 e2_1=。總之，無論是在教學研究還是工程設計中，都體現出了 MATLAB 軟件的強大功能。本文中使用的采樣周期 。(2)在閉環(huán)系統(tǒng)達到穩(wěn)定后，加入階躍擾動并觀察被控過程，記錄曲線的衰減比，然后從大到小改變比例度，直至出現 4:1( ）或 l0:1( )衰減比為止，????如圖 53 所示。T???spheGs????sGp純滯后補償的數字控制器由兩部分組成：一部分是數字 PI 控制器(由 離散化得??sD到)；另一部分是施密斯預估器。因此開環(huán)傳遞函數存在純滯后，會導致系統(tǒng)超調量增大，并引起系統(tǒng)不穩(wěn)定 [18]。由于純滯后的存在，使被控量不能及時反映系統(tǒng)所承受的擾動，只有在延遲純滯后以后才能反映到被調量，控制器產生的控制作用也不能立即對干擾產生抑制作用，必然會使系統(tǒng)產生較明顯的超調量和較長的調節(jié)時間。閉環(huán)系統(tǒng)采用單片機來控制時，控制系統(tǒng)設計對被控對象傳遞函數的精度要求不是很高，所以本文中采用的是一階慣性純滯后系統(tǒng)傳遞函數： ??seTKsG????1式中 —退火爐控制系統(tǒng)的放大系數；K —退火爐的時間常數；1T —退火爐的純滯后時間。測定退火爐燃燒系統(tǒng)響應曲線時，最常用的標準輸入信號是階躍信號，其對應的隨時間變化的輸出信號曲線稱為階躍響應曲線(或飛升曲線)，它能比較直觀地反映被控對象的動態(tài)特性，特性參數可以直接從曲線中提取，無須進行轉換，試驗方法也較為簡單。這個階段溫控系統(tǒng)不起作用，閥門全部關閉，系統(tǒng)處于停機狀態(tài)。升溫段是在一段時間內按一定的工藝曲線要求升高溫度，保溫段則要求溫度在該時間段內保持恒溫，降溫段為自由降溫。在工業(yè)鍋爐溫度控制中設計了神經模糊溫度控制器。在以前的燃燒控制系統(tǒng)中，通常采用配比調節(jié)處理煤氣與空氣的關系，由于燃料與空內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書4氣調節(jié)回路的響應速度不一致，這種配比關系難以保證。 國際發(fā)展現狀國際上 20 世紀 70 年代就開始了退火爐計算機控制的研究 [3]，近幾十年來，由于計算機技術以及智能控制技術的迅速發(fā)展，退火爐計算機控制的應用日趨廣泛，控制水平明顯提高，取得了很多實際的應用成果 [4][5]，其中具有代表性的研究成果如表 11所示： 廠家名稱 所用機型 應用現狀日本 KASHIMA 鋼廠 PLC 控制器實現鋼坯目標出爐溫度計算，溫度預報，空燃比控制，爐溫最優(yōu)控制瑞典 DOMNARVE 公司 PLC 控制器 確定最佳加熱曲線和爐溫控制美國 DOFASCO 公司 I 級：PLC 控制器 HONEYWELLTDC3000 II 級：DEC VAX8350空燃比控制，爐溫控制，溫度預報，爐溫設定值調節(jié)設備診斷，系統(tǒng)報警、記錄、報告等美國CONSHOHOCHEN 公司DEV MICRO VAXIII 空燃比控制，爐內壓力控制，設定值選擇，生產調度模型等內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書3表 11 退火爐計算機控制在國外的一些應用現狀隨著數字計算機向高速、大容量、小型方向的發(fā)展，傳統(tǒng)的 PID 控制已經漸漸的在一些特定對象的控制領域顯得力不從心，傳統(tǒng)的 PID 控制不斷發(fā)展改進的同時，現代控制理論也在不斷發(fā)展。在生產中對退火爐的基本要求就是根據退火處理工藝曲線，提供準確的升溫，保溫及降溫操作，同時保證爐內各處的溫度均勻。退火爐是一個比較復雜的被控對象，它具有時變、非線性、不確定等特性。退火是金屬熱處理中的重要工序，是將偏離平衡狀態(tài)的金屬加熱到臨界溫度上，保持一定時間后緩慢冷卻，以得到接近于平衡狀態(tài)組織的過程 [1]。內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書2。其優(yōu)勢在于提高了生產效率，并且很大程度上提高了產品成材率和鋼產品的質量。加熱部件是退火爐的主要部件，實現比較均衡穩(wěn)定的溫度控制是研究退火爐的主要目的。燃燒是在內罩與外罩之間進行的。 T1～T2:升溫段。建立控制系統(tǒng)的數學模型是分析和設計控制系統(tǒng)的首要工作。為了很好地區(qū)分實驗輸入信號與干擾信號，應保證輸入信號的幅值足夠大，但是也要考慮輸入信號幅值過大可能引起輸出信號超過允許的變化范圍這一問題。滯后是控制系統(tǒng)中一種典型環(huán)節(jié)，具有較大滯后的被控對象其被控過程往往會產生明顯的超調而使得調節(jié)時間較長。在工業(yè)生產中，當純滯后時間與過程時間常數的比值增加，就會導致過程中的相位滯后增加，使大純滯后現象更為突出，有時會因為超調嚴重而導致聚爆、結焦等停產事故。為了改善控制系統(tǒng)的性能，引入了一個與 并聯的補償環(huán)??sD節(jié)，用來補償被控對象中的純滯后部分。iiT含有零階保持器的被控對象的 變換為Z???????????????? sTssp eKeeG?? 1?? 1141 11????? ????????????????????????? azbezTsZzKNTTT?有 ??1???azbzUYN??Ua1??內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書19取 反變換得 Z???????TNkbuTkay1???則輸出 的差分方程為 ??ky1 施密斯預估器的缺點施密斯預估器的缺點有： [22]。?Kp76iT圖 55 整定 PI 調節(jié)器參數的仿真圖TransportDelay01Transfer F1 +1Transfer FyoutTo WorkspaceStep ScopeGain0 500 1000 1500 2022 25000Time(s)Y內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書23圖 56 根據調節(jié)器的整定參數確定的 Simulink 結構圖圖 57 PI 調節(jié)器最佳參數時的仿真圖圖 58 控制效果整定 PI 調節(jié)器參數的 Simulink 方框圖圖 59 控制效果仿真框圖TransportDelay1135sTransfer F1+1Transfer FyoutTo WorkspaceStep ScopeGain0 500 1000 1500 2022 250001Time(s)YTransportDelay130sTransfer F1+1Transfer FStep ScopeGainyout 0 50 100 150 200 25001Time(s)Y內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書24(2)根據施密斯預估控制效果整定 PI 調節(jié)器的參數。退火爐的溫度控制具有升溫速度快，慣性大，時變等特點。ki=。)。ym(k)=den1(2)*ym_1+num1(2)*u_5。)。最后，感謝評審組的各位老師，感謝您們在百忙之中抽出寶貴的時間來評審我的畢業(yè)設計。 stairs(time,rink,39。rink(k)=1。dsys=c2d(sys,T,39。delay=120。其響應結果如圖 516 所示。當 時，系統(tǒng)出現如圖 55 所示的 10:1 衰減比的震蕩過程，此時 ?Kp S?為 ， 的值為 ,根據表 51 的經驗公式計算出整定參數為:rt 即 ；.?S??Kp。??mky??1圖 45 施密斯預估器框圖 純滯后補償控制的算法設被控對象為一階慣性純滯后環(huán)節(jié)，即 ??seTKsG????1考慮到零階保持器 ??seTh??則有 KsGTp1???施密斯預估器的 變換為Z ??????????????????sTssp eZesD??111 ???????????sTssKZ?1 ?????????? ?sTssTs ee??111??sGp se???ku??km ??ky1??Nkm+內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書18 ???????? ???????????????TTTzezK?? 111 ??1???azbN即 （4?11??azbDN6）式(46)中 。 施密斯預估控制原理設具有時間滯后特征的閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖 41 所示，圖中 表示調節(jié)器的傳??sD內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書15遞函數，用于校正 部分， 表示被控對象的傳遞函數， 為被控對??sGp??spe?? ??sGp象圖 41 帶純滯后環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)中不包含純滯后部分的傳遞函數， 為被控對象純滯后部分的傳遞函數。如果純滯后時間與慣性時間常數相比很大時，我們可近似忽略慣性時間常數而將其看成單純的純tt00輸入 x輸出 yτtt00輸入x輸出yτ內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書13(a) 階躍輸入響應 (b) 任意輸入響應圖 31 純滯后環(huán)節(jié)的輸入輸出特性滯后過程。sec20,???得到此退火爐的傳遞函數為: ????YTA0PB內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書11圖 23 階躍響應曲線第三章 被控對象分析退火爐燃燒系統(tǒng)是一個有自平衡能力的對象，它具有非線性、時變和分布參數等特征，本文中簡單地用一個純滯后一階慣性環(huán)節(jié)來描述。此時可以用 Excel 直接轉化為橫坐標為時間，縱坐標為溫度的曲線，此時完成飛升曲線記錄?？刂葡到y(tǒng)的數學模型是描述系統(tǒng)內部物理量(或變量)之間關系的數學表達式。對冷軋鋼板的熱處理需要遵循一個如圖 22 所示的溫度變化曲線，圖中將溫度變化過程分為了四個階段: 0～T1:快速升溫段。 煤氣罩式退火爐系統(tǒng)介紹煤氣罩式退火爐采用高爐煤氣作為燃料，其作用是用于對冷軋鋼板進行熱處理。 退火爐控制系統(tǒng)的新進展隨著智能技術的不斷發(fā)展，如模糊控制、神經網絡控制、遺傳算法和人工免疫等越來越多的控制算法融入到了控制理論中。4℃范圍內 [6]。金屬熱處理企業(yè)歷來是環(huán)境污染大戶，退火爐的燃料如果是在氧氣不足的情況下燃燒，燃料燃燒不充分就會產生大量的 CO 氣體和黑煙，而過氧燃燒會產生氮氧化合物等有害氣體。 Smith estimated pensating controller內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書目 錄第一章 緒論 .............................................................1 退火爐溫度控制研究的目的及意義 ..................................1 退火爐溫度控制系統(tǒng)的研究狀況 ....................................2 國際發(fā)展現狀 ..............................................2 國內發(fā)展現狀 .............................