近年来我国钢铁行业持续低迷,钢铁企业竞争激烈。加热炉作为冶金工业中重要的能耗设备,其稳定、经济的运行是提高钢厂经济效益和竞争力的基础。但加热炉燃烧系统复杂,被控变量较多,常规控制策略常常难以达到满意的控制效果。为了提高加热炉的控制品质,有必要研究加热炉的先进控制策略。本文在分析加热炉燃烧系统特性的基础上,设计了加热炉先进控制策略,并在现场成功投运。投运后加热炉燃烧控制更加稳定,钢坯的氧化烧损量明显降低。在现场工作的基础上,本文提出了一种基于T-S模糊模型的加热炉炉温模糊预测控制策略,仿真结果表明了该策略的有效性。本文的主要工作内容和创新点如下:(1)设计了炉温的广义预测控制器,构建了炉温和流量的串级比值控制系统;提出了炉温和炉压的选择控制策略;设计了排烟温度PID控制器。设计先进控制软件以实现控制策略的计算、工艺指标的设定、被控变量的监测和控制方式的切换等。燃烧系统的先进控制策略在现场成功投运,投运效果显示该控制策略提高了加热炉的燃烧控制品质,降低了钢坯的氧化烧损率。(2)针对加热炉炉温对象具有一定非线性的特点,研究了基于输入输出数据的T-S模糊模型的建立方法。本文将边界混合约束的粒子群优化算法与模糊C-均值算法相结合,对T-S模型输入空间划分,采用最小二乘法辨识模型后件参数。仿真结果显示了该方法的有效性。(3)提出了一种基于加热炉历史数据的炉温模糊预测控制策略。基于加热炉历史数据建立炉温的T-S模糊模型,与广义预测控制算法相结合构成了模糊预测控制器。仿真结果显示,基于T-S模型的广义预测控制在全局范围内均具有良好的控制效果。