基于神经网络模糊控制的粉末冶金烧结炉.docx

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第28卷第5期

2010年10月

粉末冶金技术

PowderMetallurgyTechnology

Vol.28,No.5

Oct.2010

基于神经网络模糊控制的粉末冶金烧结炉*

陈文**

(山东莱芜职业技术学院，山东菜芜271100)

摘要：为解决粉末冶金管式烧结炉温度控制精度不高、能耗大的难题，提出了一种基于神经网络模糊控制的PID参数自适应控制系统。运行结果表明，该系统稳定性好，节能显著,控温精度可达±3℃,很好地满足了粉末冶金工艺的要求。

关键词：神经网络；模糊控制；PID控制；管式烧结炉；节能

Powdermetallurgysinteringfurnacebasedonneuralnetworkandfuzzycontrol

ChenWen

(ShandongLaiwuPoiytechnic,LaiwuShandong271100,China)

Abstract:Inthispaperaself-adaptivecontrolsystemofPIDparametersbasedonneuralnetworkandfuzzycontrolispresentinordertosolvelowcontrolaccuracyandhighenergyconsumptionofPMtubesinteringfurnace.Resultsshowthatthesystemhasgoodstabilityandenergy-savingeffect,thetemperaturecontrolaccuracycancomeupto±3℃,soitmeetstheneedofPMmanufacturing

Keywords:neuralnetwork;fuzzycontrol;PIDcontrol;tubesinteringfurnace;energy-saving

烧结炉是粉末冶金生产和试验过程中实现各种金属材料有效致密化及提高其制品质量的重要设备。近年来随着工业的发展，对粉末冶金材料的性能提出了更多更高的要求，因而烧结技术也向着优质、高效、节能、无公害方向发展。管式烧结炉是粉末冶金生产中应用较广的设备，其加热时调温过程的测量与控制是粉末冶金烧结过程中的关键性的技术，促使人们更加积极地研究控制加热过程的方法。管式烧结炉是一个非线性、时变和分布参数的系统1-2],用精确的数学模型表示其特性显然是十分困难的。现用的管式烧结炉采用常规的PID控制器，由于结构简单、实现容易，在工业控制中被广泛应用。但常规的PID控制由于控制对象和环境的不确定性，往往难以达到满意的实时控制效果，特别是对于不同的粉末冶金材料最终致密化的温度不同，

*山东省基金资助项目(鲁财企指(2007)11号)

**陈文(1967-),男，副教授。E-mail:lzy6268361@163.com收稿日期：2009-08-12

为了提高粉末冶金材料致密化的质量，升温、保温、降温的过程各有不同要求，当材料致密化温度较高时绝对温度误差较大、能耗大。为克服这一问题，实现高精度的温度调节，提高产品质量，本文作者基于神经网络模糊控制的算法引入传统的管式烧结炉温度控制系统，利用基于神经网络的分段模糊控制规则在线或离线对PID参数进行优化调整，借此提高其温度控制精度，从而达到较明显节能效果。

1管式烧结炉

管式烧结炉是一种连续卧式电阻炉，产品装入舟皿后，由推舟装置将其从入口推入，经过预热区、烧结区后，再从出口出来。预热、烧结的温度应分别控制，温度高低与产品的牌号有关。管式烧结炉的作用是将粉末冶金产品置于氢气保护气状态下进

第28卷第5期陈文；基于神经网络模糊控制的粉末冶金烧结炉367

行高温烧结，使产品很好地致密化，这是生产粉末冶金产品中必不可少的环节。粉末冶金产品不同，升温曲线不一样[3]。烧结炉按一定的时间规律自动改变给定值来实现温度控制，对于线性曲线的加温过程效果很好；但对于温度变化分段较多的加热过程，烧结炉的自动调节整定效果不好，误差很大一般需要手动调节。同时，在温度调节过程中，受到环境和材料的影响，加热丝电阻受温度影响变化很大，加在加热丝的电压或通过加热丝的电流受到上下限值的限制，实际温度调节曲线很难实现和预定温度曲线的精确吻和，而