[發明專利]一種連續退火爐溫度自動控制方法

在審

• 申請號: 202110267949.8
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113106243A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 李明宇;李曉剛;張科科;秦建偉;劉建華;唐鳳敏;胡運杰
• 申請（專利權）人: 唐山鋼鐵集團有限責任公司;河鋼股份有限公司唐山分公司
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D1/26
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李桂琴

1.一種連續退火爐溫度自動控制方法，其特征在于：采用粒子群算法和燃料閥門開度的PID控制器相結合的方式，把連續退火爐的溫度設定值和連續退火爐的現場實際溫度值作為系統誤差，把PID控制器的P、I、D三個控制參數作為粒子群位置矢量，根據選取的適應度函數和粒子更新規則，對連續退火爐溫度進行自適應控制，從而將連續退火爐的溫度數值控制在誤差允許范圍內。

2.根據權利要求1所述的一種連續退火爐溫度自動控制方法，其特征在于包含以下步驟：

a、粒子群初始化：設計粒子群PID控制模型的粒子速度和粒子位置矢量，以及粒子群的參數范圍和維度；

b、粒子適應函數計算：確定粒子群算法的適應度函數和粒子更新規則，計算個體粒子最優位置和群體粒子最優位置，從而更新粒子速度和位置；

c、采用在線調整的方式，確定系統誤差；

d、在線判定系統誤差，如果系統誤差在允許范圍內，執行下一步驟；如果系統誤差不在允許范圍內，則返回步驟b繼續優化粒子位置；

e、輸出P、I和D參數，實現對連續退火爐溫度的自適應控制。

3.根據權利要求2所述的一種連續退火爐溫度自動控制方法，其特征在于：所述步驟a具體為，初始化一群粒子，設定粒子最大飛行速度Vmax，設定燃料閥門開度的PID控制器的P、I和D三個參數的參數范圍，P為0-60，I為0-4，D為0-3，在參數范圍內隨機產生粒子速度V_i和粒子位置X_i(X_ip、X_ii、X_id)，粒子維度為三維。

4.根據權利要求2所述的一種連續退火爐溫度自動控制方法，其特征在于：所述步驟b中，粒子群算法的適應度函數為：設定系統誤差為ey(t)，系統誤差ey(t)為連續退火爐溫度實際值y₁和連續退火爐溫度設定值y₂之間的差值，適應度函數計算公式為，公式中w₁、w₂、w₃為權值，u(t)為PID控制器輸出，t_u為系統時間，e(t)為系統誤差ey(t)；

粒子更新規則為：對于每個粒子，當J_iJ_ibest，則J_ibest=J_i，P_i= x_i；當J_iJ_gbest，則J_gbest=J_i，P_g=x_i，公式中J_i表示當前粒子的適應度，J_ibest表示粒子經過的最好位置，p_i表示J_ibest的位置，J_gbest表示全局經過的最好位置，p_g表示J_gbest的位置， x_i是粒子位置Xi。

5.根據權利要求4所述的一種連續退火爐溫度自動控制方法，其特征在于：所述w1為0.6，w2為0.02，w3為3。

6.根據權利要求2所述的一種連續退火爐溫度自動控制方法，其特征在于：所述步驟c中，采用在線調整的方式，連續退火爐運行時，連續退火爐系統數據庫自動接收連續退火爐問的實際值y1，把連續退火爐溫度實際值y₁和連續退火爐溫度設定值y₂的差值作為系統誤差ey(t)。