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在现代连铸生产中,随着自动化技术的快速发展,对连铸技术的可靠性和钢坯的质量要求越来越严格,而结晶器液位控制是连铸系统中非常重要的环节之一,所以对结晶器液位控制精度的要求也越来越高。因此,不断深入研究结晶器液位控制方式提高液位控制精度,对提高铸坯的产量和质量有重要的经济意义和社会效益。
本论文以天津钢管集团第三炼钢厂连铸机结晶器液位控制系统为例,仔细分析了结晶器液位控制系统的特点,在液位控制过程中存在非线性、时变性和时滞性等因素的干扰,常规PID控制方式由于控制精度低和鲁棒性差,已经不能满足生产的要求。本文通过对多种结晶器液位控制方式的深入研究,结合天津钢管第三炼钢厂的实际生产现状设计了模糊PID参数自整定控制器,该方法结合了PID控制方式和模糊控制方式的优点,可以在线实现PID参数的调整,使控制系统的响应速度快,过渡过程时间大大缩短,超调量减少,具有较强的鲁棒性和稳定性,尤其对存在非线性、时变性、时滞性和不能建立精确数学模型的控制系统有非常好的控制效果。
本文在设计的模糊PID参数控制自整定控制器的基础上进行了仿真实验,实验结果证明了这种控制器的具有超调量小、过渡时间短,控制精度高等特点,应用到第三炼钢厂1#结晶器上,取得了非常好的液位精度控制效果。