首钢板坯连铸二冷水动态控制的模型建立与实现.pdfVIP

首钢板坯连铸二冷水动态控制的模型建立与实现

首钢板坯连铸二冷水动态控制的模型建立与实现

摘要：首钢板坯连铸二冷水动态控制系统是保证板坯质量和铸机正

常作业的关键系统之一。本文主要通过对该系统进行建模和分析，提出

一种新的模型预测控制策略，以实现二冷水系统的动态控制。实验结果

表明，该控制策略能够有效地提升系统的控制精度和稳定性，对于保证

铸机正常作业，提高板坯质量具有重要作用。

关键词：首钢连铸；二冷水流量；模型预测控制；动态控制

一、介绍

首钢板坯连铸二冷水动态控制系统是一种非常重要的系统，它直接

关系到铸机的正常作业，同时也是保证板坯质量的重要保障。目前，针

对该系统的控制策略主要是PID控制，但是由于该系统的复杂性，导致

PID控制的控制精度和稳定性不能满足要求。

因此，在该系统中，采用模型预测控制策略可以提高控制精度和稳

定性，达到动态控制的目的。模型预测控制是一种基于系统动态响应特

性的控制方法，在处理非线性系统和控制变量有多个约束条件时，表现

出比PID控制更好的控制效果。

二、建模与分析

1.建模

在该系统的建模中，采用ARX模型，通过对二冷水流量数据的采集，

确定二冷水的输入和输出函数。该模型具有充分利用系统输入与输出之

间的关系的特点，也可以考虑到多个输入和输出之间的关系。

2.分析

在对该系统进行分析的过程中，通过对系统的增量响应特性进行分

析，确定了一种带约束的模型预测控制策略。该策略通过对响应曲线进

行超前预测，能够在响应速度和稳定性之间取得平衡，更加适合连铸二

冷水动态控制系统的控制需要。

三、控制实验

1.实验流程

在实验中，通过对该系统的控制执行效果进行评价，确定所采用的

模型预测控制策略在连铸系统中真正的控制效果。具体实验流程如下：

输入二冷水流量给定值；

执行模型预测控制策略，并实时监测系统响应曲线；

统计分析系统控制精度和稳定性等数据；

对比分析模型预测控制和PID控制的实验结果。

2.实验结果

通过实验结果的对比分析，可以看出模型预测控制策略在二冷水动

态控制中的效果明显好于PID控制策略。在模型预测控制策略的控制下，

系统控制精度和稳定性有了很大的提升，对于保证铸机正常作业和提高

板坯质量，有着重要的作用。

四、总结

针对首钢板坯连铸二冷水动态控制系统，本文介绍了一种基于模型

预测控制的控制策略，通过对该系统建模与分析，确定了一种带约束的

模型预测控制策略，并通过实验对该策略的控制效果进行验证。实验结

果表明，该模型预测控制策略能够有效提升系统控制精度和稳定性，为

保证铸机正常作业和提高板坯质量提供了一种新的控制方法。