[发明专利]一种加热炉内钢坯温度分布的模糊控制方法

权利要求书

1.一种加热炉内钢坯温度分布的模糊控制方法，该方法包括先将加热炉的有效炉长均分为n段、设定对应的炉温补偿离散点(i)，然后利用钢坯温度分布预报模型和加热炉稳态优化设定模型，以确定钢坯表面平均温度理想曲线t^*_s(z)和钢坯中心温度理想曲线t^*_c(z)的步骤(一)，其特征在于，在步骤(一)以后，还依次包括如下步骤：

(二)对于炉温补偿离散点(i)，设置补偿控制分量离散点(j)，选择模糊语言值和模糊控制规则，对各补偿控制分量离散点(j)处钢坯温度偏差及钢坯温度偏差变化率进行模糊化处理，建立与炉温补偿离散点(i)对应的二维模糊控制器组(FC_i、FC_i+1…FC_n)，以构成炉温补偿控制分量模糊推理模块，该炉温补偿控制分量模糊推理模块的输出为炉温补偿离散点(i)处的一组炉温动态补偿控制分量(Δu_ii、Δu_ii+1、…、Δu_in)；

(三)建立炉温补偿控制分量加权综合模块，并与炉温补偿控制分量模糊推理模块一起，构成钢坯温度分散推理模糊控制器，通过对炉温补偿控制分量模糊推理模块输出的一组炉温动态补偿控制分量(Δu_ii、Δu_ii+1、…、Δu_in)进行加权综合，获得炉温补偿离散点(i)处的炉温实际动态补偿量(Δθ_i)，并利用各炉温补偿离散点(i)处的炉温实际动态补偿量(Δθ_i)，对给定的炉温分布曲线(θ(z))进行动态补偿；

(四)在以上各步骤的基础上，建立基于分散推理结构的钢坯温度模糊控制系统，通过炉温分布曲线的动态补偿，保证钢坯按给定的理想加热曲线完成加热过程；

该基于分散推理结构的钢坯温度模糊控制系统，包括以下工作流程：①通过工艺参数初始化为该模糊控制系统提供初始参数，包括加热炉有效长度、钢坯行进速度、截面尺寸、换热系数、钢坯热物性参数和入炉钢坯的初始温度；②根据步骤(一)所述方法确定钢坯表面平均温度理想分布曲线(t^*_s(z))和钢坯中心温度理想分布曲线(t^*_c(z))；③给定补偿前炉温分布曲线(θ_q(z))，在实施炉温的第一次动态补偿前，取补偿后炉温分布曲线(θ_h(z))与补偿前炉温分布曲线(θ_q(z))相同；④根据补偿后的炉温分布曲线(θ_h(z))和钢坯温度分布预报模型，计算对应的钢坯表面平均温度分布曲线(t_s(z))和钢坯中心温度分布曲线(t_c(z))；⑤通过对钢坯表面平均温度分布曲线(t_s(z))和钢坯表面平均温度理想分布曲线(t^*_s(z))进行比较，获得钢坯温度偏差分布曲线(e(z))，并将该钢坯温度偏差分布曲 线(e(z))作为钢坯温度分散推理模糊控制器的输入；⑥根据步骤(二)所述方法，对钢坯温度偏差分布曲线(e(z))进行离散化的处理，获得各补偿控制分量离散点(j)处的一组钢坯温度偏差(e_i、e_i+1、…、e_n)和该组钢坯温度偏差的变化率(ec_i、ec_i+1、…、ec_n)；⑦根据步骤(二)所述方法，利用炉温补偿控制分量模糊推理模块，通过模糊推理确定炉温补偿离散点(i)处的一组炉温动态补偿控制分量(Δu_ii、Δu_ii+1、…、Δu_in)；⑧根据步骤(三)所述方法，利用炉温补偿控制分量加权综合模块，对该组炉温动态补偿控制分量(Δu_ii、Δu_ii+1、…、Δu_in)进行加权综合，获得炉温补偿离散点(i)处的炉温实际动态补偿量(Δθ_i)；接着，再对补偿后的炉温分布曲线(θ_h(z))进行补偿刷新，并以补偿刷新后的炉温分布曲线(θ_h(z))替代前述的补偿前炉温分布曲线(θ_q(z))，完成一次炉温动态补偿过程；⑨返回工作流程④，进入下一次炉温动态补偿过程。