一种层流冷却温度控制方法

摘要

本发明公开了一种层流冷却温度控制方法，具体为：首先，通过建立子目标温度模型，并结合GPC‑PID方法，获得子目标PID控制器参数，包括比例系数k_P，积分系数k_I和微分系数k_D，从而完成子目标PID控制器的确定；然后，通过确定的子目标PID控制器对层流冷却温度进行控制。本发明通过建立子目标温度模型将钢板层流冷却全过程温度的控制，转化为多段曲线拟合的形式，分段进行控制。基于本发明对钢板层流冷却温度的分段控制，不仅在钢板的终冷温度上满足预定要求，同时整个钢板在冷却过程中的温度变化也达到预定要求，显著提升了钢板的应用性能。

主权项

一种层流冷却温度控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(一)子目标PID控制器的确定：(1‑1)根据钢板运行的物理位置，在层流冷却的长度方向上等分为n段，得到温度控制子目标集L＝[L₁,L₂,L₃,…,L_n]；(1‑2)利用钢板换热原理，对各温度控制子目标建立子目标温度模型，具体为：$T(k+1)=\left(\begin{array}{cc}M& N\end{array}\right)\left[\begin{array}{c}T\left(k\right)\\ u\left(k\right)\end{array}\right]+\xi$其中，T(k)为k时刻子目标温度矩阵；T(k+1)为k+1时刻子目标温度矩阵；u(k)为k时刻子目标PID控制器控制量，ξ为干扰噪声；M、N为温度系数矩阵；(1‑3)根据建立的子目标温度模型，并结合广义预测GPC‑PID方法，获得子目标PID控制器参数，包括比例系数k_p，积分系数k_i和微分系数k_d，从而完成子目标PID控制器的确定；(二)层流冷却温度的控制：(2‑1)根据钢板冷却全过程温度变化目标曲线设定各温度控制子目标处的参考温度r＝[r₁,r₂,r₃,…,r_n]；(2‑2)初始化层流冷却生产线的阀门预开启数量N_i、钢板运行速度v，启动层流冷却生产线；(2‑3)实时采集温度控制子目标集L＝[L₁,L₂,L₃,…,L_n]中对应各子目标处的当前温度，得到测量温度Y＝[T₁,T₂,T₃,…,T_n]；(2‑4)以参考温度r＝[r₁,r₂,r₃,…,r_n]和测量温度Y＝[T₁,T₂,T₃,…,T_n]的偏差值作为子目标PID控制器的输入，通过确定的子目标PID控制器对子目标温度进行控制。