[发明专利]连续退火加热炉炉温控制方法

摘要

本发明涉及连续退火加热炉炉温控制方法。一种连续退火加热炉炉温控制方法，其特征是以炉区的入口带温、带钢秒流量和炉温为输入量，采用多变量预测控制算法来计算出当前时刻最优的燃气流量增量，通过调节燃气流量增量，对连退加热炉炉温进行控制。本发明通过模型计算每个炉区带钢的热能，考虑了带钢厚度、宽度、速度和入口带温对炉温的影响，提高了加热炉段的炉温控制精度和动态响应特性。

主权项

1.一种连续退火加热炉炉温控制方法，其特征是以炉区的入口带温、带钢秒流量和炉温为输入量，采用多变量预测控制算法来计算出当前时刻最优的燃气流量增量，通过调节燃气流量增量，对连退加热炉炉温进行控制，其步骤如下：第一步，计算入口带温，入口带温就是前炉区的出口带温，其数学表达式为：T_s(0)＝T_sin式中，L[m]为前炉区中带钢的长度，K为综合吸热系数，A₃、A₄、A₅为与热容相关的参数，T_s(x)为距入口x米处的带温，是积分计算中的中间变量，T_sin和T_sout[℃]分别为前炉区的入口和出口带温，h[mm]为前炉区出口处的带钢厚度，v[m/min]为带钢速度，T_f[℃]为前炉区的炉温；第二步，计算带钢秒流量，入口带钢秒流量反映了带钢从前一个炉区带到本炉区热量的大小，带钢秒流量为进入本炉区的带钢速度、宽度和厚度的乘积，即： V_h＝v×w×h(2)式中，w[m]为带钢宽度；第三步，计算k时刻的炉温T_f(k)，其数学表达式为：T_f(k)＝s₁₁ΔF_l(k-1)+s₁₂ΔF_l(k-2)+…+s_1nΔF_l(k-n)+s_1nF_l(k-n-1) +s₂₁ΔT_sin(k-1)+s₂₂ΔT_sin(k-2)+…+s_2nΔT_sin(k-n)+s_2nT_sin(k-n-1)(3) +s₃₁ΔV_h(k-1)+s₃₂ΔV_h(k-2)+…+s_3nΔV_h(k-n)+s_3nV_h(k-n-1)式中，F_l(k-1)[m³/min]为k-1时刻的燃气流量，T_sin(k-1)[℃]为k-1时刻的入口带温，由(1)式计算所得，V_h(k-1)为k-1时刻的入口秒流量，由(2)式计算所得，s₁₁…s_3n为模型参数；第四步，计算燃气流量增量，多变量预测控制是根据设定的炉温目标曲线和预测的炉温曲线来计算下一时刻的控制增量，假设将来时刻燃气量的变化为零，即： ΔF_l(k)＝ΔF_l(k+1)＝…＝0，k＞0(4)根据(3)式可以预测到将来p时刻内的炉温值，从而也就能计算出将来p时刻内的设定误差，即：E(1)＝r(1)-T_f(1)… (5)E(p)＝r(p)-T_f(p)这里，r(p)为p时刻的设定值，根据预测控制原理，下一时刻的燃气流量增量为ΔF_l(1)＝k₁E(1)+k₂E(2)+…+k_pE(p)(6)式中，k₁…k_p为预测控制增益。