[发明专利]用于控制连续退火线中的钢板的温度图形的系统及方法

权利要求书

1.一种钢板温度控制系统，其中，所述钢板温度控制系统包括：

钢板温度输入部(14)，用于输入目标钢板(7)温度值；

行为预测模型部(10)，用于实时地预测并计算与所输入的目标钢板温度值相匹配的目标炉温；

高带宽内环控制模块(18)，用于通过接收炉温的预测值来控制退火炉(16)的内部温度，以执行钢板(7)温度的一次调节；以及

低带宽外环控制模块(20)，用于通过控制相对于目标钢板温度产生的稳态误差，来执行钢板(7)的温度的二次调节。

2.根据权利要求1所述的钢板温度控制系统，其中，

所述内环控制模块(18)与用于控制所述退火炉(16)的温度的炉温控制器(12)、空燃比控制器(24)以及燃烧器(26)连接，以能够控制所述退火炉(16)的内部温度追踪目标炉温。

3.根据权利要求2所述的钢板温度控制系统，其中，

所述内环控制模块(18)能够将所述行为预测模型部(10)所预测的目标炉温值与钢板温度控制器的输出值相加作为最终炉温输入值而施加到所述炉温控制器(12)。

4.根据权利要求1所述的钢板温度控制系统，其中，

所述行为预测模型部(10)包括：输入模块(32)，用于接收所述钢板(7)的物性值、以及经过所述退火炉(16)内部的所述钢板(7)的速度和内部温度的输入；存储模块(34)，用于存储所述钢板(7)的物性值、辐射形状系数、斯蒂芬玻尔兹曼常数、表达式的数据；计算模块(36)，用于根据所述输入模块(32)所输入的数据和从所述存储模块(34)获取的数据来预测并计算所述目标炉温；以及输出模块(38)，用于将所述计算模块(36)所计算的值传输至所述内环控制模块和所述外环控制模块。

5.根据权利要求4所述的钢板温度控制系统，其中，

所述行为预测模型部(10)实时地预测并计算与所输入的目标钢板温度值相匹配的目标炉温，

针对所述钢板(7)的控制体积，由于流入到该体积内的热量q_x与投入到预设微小长度d_x的体积内的热量Q之和、与流出至体积外部的热量q_x+dx相等，这通过所述计算模块用下述公式1表示，据此根据能量守恒法则建立下述公式2：

q_x+dx＝q_x+Q 公式1；

其中，T是所述钢板在钢板移送方向上的温度；x是所述钢板的长度方向上的长度；

Cp是所述钢板的随温度变化的定压比热；ρ是所述钢板的密度；

V是所述钢板在所述退火炉中的移送速度；t是钢板厚度；

h是对流传热系数，其为常数；T_∞是退火炉内部温度；

σ是斯蒂芬玻尔兹曼常数；是辐射形状系数；T_S是钢板温度。

6.一种钢板温度控制方法，其中，所述钢板温度控制方法包括：

(S50)，向钢板温度输入部(14)输入目标钢板(7)温度值；

(S100)，通过行为预测模型部(10)实时地预测并计算与所输入的目标钢板温度值相匹配的目标炉温；

(S110)，内环控制模块(18)通过接收炉温的预测值来控制退火炉(16)的内部温度，以执行钢板(7)温度的一次调节；以及

(S120)，通过外环控制模块(20)控制相对于目标钢板温度产生的稳态误差，来执行钢板(7)温度的二次调节。

7.根据权利要求6所述的钢板温度控制方法，其中，

所述内环控制模块(18)能够将所述行为预测模型部(10)所预测的目标炉温值与钢板温度控制器的输出值相加作为最终炉温输入值而施加到炉温控制器(12)。

8.根据权利要求7所述的钢板温度控制方法，其中，

在目标炉温预测计算步骤中，所述行为预测模型部(10)实时地预测并计算与所输入的目标钢板温度值相匹配的目标炉温，

针对所述钢板(7)的控制体积，由于流入到该体积内的热量q_x与投入到预设微小长度d_x的体积内的热量Q之和、与流出至体积外部的热量q_x+dx相等，用下述公式1表示，据此根据能量守恒法则建立下述公式2：

q_x+dx＝q_x+Q 公式1；

其中，T是所述钢板在钢板移送方向上的温度；x是所述钢板的长度方向上的长度；

Cp是所述钢板的随温度变化的定压比热；ρ是所述钢板的密度；

V是所述钢板在所述退火炉中的移送速度；t是钢板厚度；

h是对流传热系数，其为常数；T_∞是退火炉内部温度；

σ是斯蒂芬玻尔兹曼常数；是辐射形状系数；T_S是钢板温度。