4. 改进的模糊控制
将模糊控制引入加热炉智能控制系统。原调节控制回路不能超越工艺过程复杂性与不确定性的限制,比例积分调控装置(PI)不能正确控制工艺过程的发展。生产变更中的干扰,调步变化、产品(类型、尺寸、数量)、使用不同的生产方式(短延时、长延时、低火焰)等因素都造成转换,而这在原调控中是没有进行周密考虑的。通过工艺过程的传递函数和操作人员的现场经验,获取成套工艺过程比例积分微分调控装置(PID)系数。用标准调整算式计算调控装置的系数,使工艺过程数学模型的参数与调控装置的参数相结合,与操作工的经验参数相结合,实现 PI参数的可调节控制,找到可以兼顾调节回路控制的快速与精确的平衡点,满足宽带钢不同的生产节奏的要求。
使用模糊管理程序,调控装置按实际运行确定的传统PI(比例积分)参数。从系统观察、经验与过程认识中析取数据,形成模糊逻辑管理程序特殊数据库,模糊逻辑块确定并适应比例积分调控装置按输入值确定的必要变更。
系统示意图如图2:
模糊调控为监控级调控,调控时将联机计算比例积分微分调控装置的参数,该调控装置是用于测定标准控制回路温度的。所考虑的变量为设定值;所测温度;所测定的、在规定时间步内的温度变量;瞬时区域负荷;实际定步值。
模糊控制级仅用简单的开/关指令就可以连通或断开。如果断开模糊控制级,比例积分微分参数就为按传统方式调定的缺省值。
为确保正常运行,模糊逻辑控制器需要数据为用模糊子集描述的输入变量;误差;所测温度的动力学数据;该区段产品的重量;实际定步速度;模糊子集描述的输出;比例增益:Kp;积分时间:Ki;类型规则。
模糊程序块原理模式图如图3:
模糊控制器有两种模式:“稳态模式”与“瞬态模式”。当测定值与设定值差距不大时,我们就认为系统处于稳定状态(模糊推理)。在稳定状态时,Kp与Ki的调整是通过温度误差完成的。当误差过大时,我们就认为系统就进入瞬态。在此种场合,有必要动态地控制所测定的温度,以便与炉子的响应一致。工作模式的转变由模糊断续器完成,这将确保从一种模式向另一种模式的平衡转变。通过这些模式,我们可得到Kp与Ki的初始值。在第2个模式组中,将对这些数值进行调整,同时还将计算实际工作条件函数中的Kp与Ki偏差(重量与定步速度)。最后,将用加总稳态与瞬态模式组的中间结果。
5.结论
采用模糊控制使系统控制更加可靠稳定,温度误差得到明显减少,取得了极佳控制效果,为后续轧制工序提供了保证,减少了堆钢,大大提高了提高了经济效益。