[发明专利]自适应与模糊逻辑PID结晶器液位在线控制系统及方法

权利要求书

1.一种自适应与模糊逻辑PID结晶器液位在线控制系统，其特征在于包括：

计算模块，接收输入的结晶器液位设定值与液位测量模块测量的实际值，计算出两值的偏差e；

在线参数调整模块，接收e，在线调整PID控制器应使用的参数K_p、T_n和T_v并输出；

模糊逻辑模块，与所述在线参数调整模块相连接，接收e，根据e判定水口磨损、结渣及结渣脱落情况，接收拉速调整输入参数，接收所述在线参数调整模块输入的K_p、T_n和T_v，输出调整的K_p、T_n和T_v至PID控制器；

PID控制器，与所述模糊逻辑模块相连接，接收e、所述模糊逻辑模块输出K_p、T_n和T_v，进行PID控制，输出PID控制信号；

P控制器，与所述PID控制器相连接，接收PID控制信号，根据该PID控制信号输出调节塞棒或滑板位置的控制信号；

液压机械装置，接受所述P控制器输出的控制信号，对浇注过程中的塞棒或滑板位置进行调节；

液位测量模块，与所述计算模块相连接，用于测量当时液位的实际值并输出至所述计算模块。

2.根据权利要求1所述的自适应与模糊逻辑PID结晶器液位在线控制系统，其特征在于：

所述模糊逻辑模块为判断是否存在拉速突变、磨损、结渣和结渣掉落的现象发生，并分别进行以下处理的模块：

拉速突变：因现场原因导致拉速突变，所述模糊逻辑模块根据结晶器液位的期望值和实际检测的液位对PID参数K_p进行调整，在调节范围内保证实际的结晶器液位稳定在期望值范围内；

磨损：对于相同的液位设定值，其实际液位值低于设定值，此时需要升高液位值，所述模糊逻辑模块根据结晶器液位的期望值和实际检测的液位对PID参数K_p，T_n和T_v进行调整，保证实际的结晶器液位稳定在期望值范围内；

结渣：对于相同的液位设定值，其实际液位值高于设定值，此时需要降低液位值，所述模糊逻辑模块根据结晶器液位的期望值和实际检测的液位对PID参数K_p，T_n和T_v进行调整，保证实际的结晶器液位稳定在期望值范围内；

结渣掉落：结晶器液位值将发生波动，所述模糊逻辑模块根据实际液位的波动调节PID参数K_p。

3.根据权利要求2所述的自适应与模糊逻辑PID结晶器液位在线控制系统，其特征在于： 

还包括连接于所述PID控制器与所述P控制器之间的补偿调节模块，用于接收液压机械装置的摩擦力、机械间隙信号，并对PID控制器输出的控制信号进行摩擦力、机械间隙补偿。

4.根据权利要求2所述的自适应与模糊逻辑PID结晶器液位在线控制系统，其特征在于：

还包括在线参数P优化模块，用于在线优化增益K_p，在测量时间范围内间隔连续采样两次结晶器的实际液位，计算两次测量液位差Δσ和两次测量液位时的K_p差ΔK_p，得到c＝Δσ/ΔK_p，将K_p(n)＝K_p(n-1)+c作为最新的调节参数增益输出至所述PID控制器，所述PID控制器接收e、所述模糊逻辑模块输出K_p、T_n和T_v，进行PID控制。

5.根据权利要求2所述的自适应与模糊逻辑PID结晶器液位在线控制系统，其特征在于：

还包括连接于所述计算模块与液位测量模块之间的结晶器振动频率过滤模块，用于过滤结晶器振动时测量的实际值的影响。