[發(fā)明專利]一種帶鋼熱連軋生產鋼坯再加熱模糊PID溫度調節(jié)方法

在審

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• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN113886990A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 王俊偉;張晉峰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F17/13;B21B37/74;G06F119/08
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種帶鋼熱連軋生產鋼坯再加熱模糊PID溫度調節(jié)方法，其特征在于，包括：

對具有時空分布特征的非線性鋼坯內部溫度演化動態(tài)模型進行T-S模糊偏微分方程建模，得到非線性鋼坯內部溫度演化動態(tài)的T-S模糊偏微分方程模型；

采用基于觀測器的反饋控制技術，根據(jù)所述T-S模糊偏微分方程模型構建T-S模糊觀測器；

運用PID控制策略，構造基于T-S模糊觀測器的模糊PID溫度測量跟蹤調節(jié)器，其中，模糊PID溫度測量跟蹤調節(jié)器采用邊界控制律；

確定模糊PID溫度測量跟蹤調節(jié)器的控制參數(shù)，將模糊PID溫度測量跟蹤調節(jié)器應用于非線性鋼坯內部溫度演化動態(tài)模型，驅動鋼坯下表面溫度調節(jié)到期望溫度值。

2.根據(jù)權利要求1所述的帶鋼熱連軋生產鋼坯再加熱模糊PID溫度調節(jié)方法，其特征在于，所述對具有時空分布特征的非線性鋼坯內部溫度演化動態(tài)模型進行T-S模糊偏微分方程建模，得到非線性鋼坯內部溫度演化動態(tài)的T-S模糊偏微分方程模型包括：

對具有時空分布特征的非線性鋼坯內部溫度演化動態(tài)模型進行簡化，得到簡化模型；

對于簡化模型中存在的非線性項，利用局部空間依賴扇區(qū)非線性方法建立T-S模糊偏微分方程模型來描述鋼坯內部溫度演化非線性動態(tài)。

3.根據(jù)權利要求2所述的帶鋼熱連軋生產鋼坯再加熱模糊PID溫度調節(jié)方法，其特征在于，所述具有時空分布特征的非線性鋼坯內部溫度演化動態(tài)模型表示為：

其中，β(T)表示鋼坯的比熱系數(shù)，T表示溫度；T(x,t)表示鋼坯沿著厚度方向上的溫度分布，x表示鋼坯溫度分布的空間變量，t表示鋼坯溫度分布的時間變量；α(T)為非線性項，表示鋼坯的熱傳導系數(shù)；u(t)表示輻射源溫度；L表示鋼坯厚度；T_out(t)表示鋼坯下表面溫度測量值；T(x,0)、T₀(x)都表示鋼坯初始溫度分布。

4.根據(jù)權利要求3所述的帶鋼熱連軋生產鋼坯再加熱模糊PID溫度調節(jié)方法，其特征在于，所述簡化模型表示為：

其中，β表示比熱系數(shù)常數(shù)。

5.根據(jù)權利要求4所述的帶鋼熱連軋生產鋼坯再加熱模糊PID溫度調節(jié)方法，其特征在于，所述T-S模糊偏微分方程模型表示為：

α(T)∈[a₁,a₂]

其中，i∈{1,2}，a₁、a₂都是簡寫形式，h₁(α(T))、h₂(α(T))都表示模糊隸屬度函數(shù)，T_min、T_max分別表示鋼坯溫度分布的下限值、上限值，h₁(α(T))、h₂(α(T))∈[0,L]。

6.根據(jù)權利要求5所述的帶鋼熱連軋生產鋼坯再加熱模糊PID溫度調節(jié)方法，其特征在于，構建的T-S模糊觀測器表示為：

其中，表示鋼坯沿著厚度方向上的溫度分布的估計值，j∈{1,2}，且L_0j表示待定的T-S模糊觀測器增益；表示鋼坯下表面溫度估計值；都表示鋼坯初始溫度分布估計值。