结晶器液位控制是连铸生产中至关重要的技术,液位的波动会造成结晶器保护渣和杂质大量卷入铜水,严重影响铸坯的质量,甚至可能导致浇铸过程中的溢铜和漏铜事故的发生,因此,必须将结晶器的液位控制在一个合适的范围内。但由于结晶器液位系统具有时变性和非线性特性,而且存在许多不确定扰动因素,无法建立准确的模型,常规的控制方法已经满足不了越来越高的自动化生产和高质量的要求。本文针对氮气在铜连铸保温炉中液位控制的研究,建立氮气高温状态方程以及氮气在多变过程的热力学性质,提出用模糊PID对保温炉液位进行控制,并采用基于自适应遗传算法对模糊PID算法进行优化,获得较为理想的控制效果,提高了保温炉的安全性和经济性。论文主要内容如下:第一章,阐述了本课题研究的特点及研究现状,概述了传统PID控制理论及模糊控制理论的发展,概括了本文的主要研究内容。第二章,介绍了铜连铸保温炉系统。对保温炉炉膛结构、气压控制原理以及气压控制系统进行了论述,为下一步保温炉液位控制奠定基础。第三章,分析保温炉中氮气的热力学性质,建立氮气的状态方程。由于实际气体与理想气体具有偏差,运用范德瓦尔方程建立实际气体的高温状态方程。氮气在保温炉中的变化过程是一个多变过程,通过对多变过程的热力学性质的研究,最终将其简化为容器内气体压力从初始压力达到预定压力99%(充气过程)或1.01%(放气过程)和等压两个过程,为保温炉中的液压控制提供理论依据。第四章,采用模糊控制对保温炉进行液位控制,利用MATLAB/Simulink软件对其进行仿真,并于传统PID控制进行比较,对模糊控制算法基于遗传算法改进优化,获得较为理想的控制效果,提高了保温炉安全性和经济性。最后,对本论文的研究工作进行了总结,展望了下一步的研究工作。