薛美盛 孟 俊 刘 波 杨 猛

(中国科学技术大学信息科学技术学院)

一种基于模型切换的加热炉炉温广义预测控制器设计方法

薛美盛 孟 俊 刘 波 杨 猛

(中国科学技术大学信息科学技术学院)

为改善加热炉炉温控制自动化程度低、控制品质差的问题，并兼顾加热炉对象强非线性的特点，设计了一种多层次多模型广义预测控制器。给出了该控制器的设计方法和参数。仿真结果和投运效果表明：该方案实施后，系统的响应速度加快，超调量减少，加热炉炉温的控制品质明显改善。

广义预测控制 加热炉 多模型

加热炉是轧钢生产的重要设备，能耗巨大，通常占整个轧钢厂生产总能耗的一半以上[1]。加热炉的稳定、经济运行对轧钢厂降低生产成本和实现节能减排目标意义重大。我国加热炉普遍存在排烟温度高和热效率低的缺点，具有较大的节能改造潜力[2]。加热炉是一个具有大惯性、强耦合、时变性和非线性的复杂系统，炉内工况复杂多变，采用常规控制策略难以达到满意的控制效果。为了实现加热炉炉温的有效控制,有研究者使用加热炉系统运行历史数据提取模糊规则表，设计加热炉炉温模糊控制器以解决加热炉系统建模困难和难以有效控制的问题[3～5]。预测控制算法具有工程背景强、设计简单及鲁棒性强等特点，在过程控制领域得到了广泛使用，将广义预测控制算法运用到加热炉炉温控制器的设计中，在炉内工况小范围变化时取得了良好的控制效果[6]。……