一、基于水幕冷却流量过程的模糊建模与控制（论文文献综述）
高扬[1]（2018）在《多功能热轧实验机组的开发与应用》文中进行了进一步梳理突破高端产品制造技术,实现工艺流程创新是解决我国钢铁工业大而不强问题的关键,而研发先进的实验研究装备和中试研发平台则是实现这一目标的基础。本文从生产实际出发,结合工艺创新要求,开发了新一代多功能热轧实验机组,其独特的轧辊加热功能、热轧异步轧制功能以及组合式控制冷却功能在保证热轧实验机组灵活高效、精度高的基础上,进一步丰富了实验功能,为热轧产品和工艺研究提供了研发平台。相关实验机组被多家钢铁企业及科研院所应于新产品、新工艺研发中,取得了良好的应用效果。主要研究内容如下:（1）开发了多功能热轧实验机组工艺流程、工艺装备、自动化控制系统和检测仪表系统。通过机组工艺设备的柔性组合,丰富了热轧实验研发手段,满足中厚板和热连轧不同流程的新工艺、新产品的研发需求。提出了可逆轧制和单向轧制辊缝设定策略,通过新型电液联摆系统,在保证辊缝精度的同时提高了压下速度。针对热轧实验复杂、灵活、多变的特点,开发了实验过程跟踪系统、自动实验系统和实验过程仿真系统,提高了热轧实验稳定性和成功率。（2）针对热轧实验轧辊温度低、轧件温降快等问题以及特殊规格、特殊工艺要求的热轧实验过程,提出了热油加热轧辊的工艺思路。通过热油加热过程中轧辊表面温度场有限元模拟,得到了热油温度、环境温度、轧辊直径以及轧辊开孔深度对轧辊表面温度场的影响规律。所开发的轧辊热油加热系统,有效解决了薄规格轧件轧制过程中温降过快的问题,同时满足了特殊合金高温终轧的工艺要求。（3）开发了热轧实验机组异步轧制功能,通过异步轧制将剪切变形引入轧制过程,提高了变形效率和变形渗透率。通过有限元模拟分析,建立了热轧异步轧制过程中轧辊受力、轧件变形以及轧件翘曲规律。为了改善热轧异步轧制过程中轧件翘曲,开发了下辊水平偏移系统并提出了异步轧制过程中轧件翘曲控制策略,有效解决了热轧异步轧制过程中轧件过度翘曲的问题。（4）开发了以超快冷为核心的热轧实验机组组合式控制冷却系统。建立了组合式控制冷却过程中轧件温度控制模型并给出了换热系数自学习方法。针对超快冷系统压力和集管流量强耦合的特点,提出了系统压力与集管流量综合控制策略。系统压力和集管流量均采用前馈设定+反馈微调的控制策略,控制初期压力前馈和流量前馈同时进行,系统稳定后以压力反馈为主、压力反馈和流量反馈交替进行,在反馈控制中引入死区控制和模糊PID自适应控制,并针对调节阀具有回差和死区等特性,给出了相应的补偿控制算法,实现了系统压力和集管流量快速、稳定、高精度控制,提高了轧件终冷温度控制精度,满足新一代TMCP工艺研发需求。（5）应用本文研究成果开发的新一代多功能热轧实验机组,采用先进的三级计算机控制系统构架,配备了完善的自动厚度控制系统和实验过程跟踪系统,实现了全自动实验。其特有的轧辊加热功能、热轧异步轧制功能以及以超快冷为核心的组合式控制冷却功能,为研发供了更多的实验手段。本机组成功推广至首钢、沙钢、太钢、河北钢铁、鞍钢、台湾中钢等近二十家钢铁企业和科研院所,取得了良好的应用效果,为热轧工艺创新和高端品种研发提供了可靠的研究手段。
李旭东[2]（2017）在《超快冷条件下热轧板带钢轧后冷却控制方法研究与应用》文中研究说明以超快速冷却为核心的新一代控制轧制与控制冷却（TMCP）技术在“资源节约型、环境友好型”热轧钢铁材料开发与生产方面具有重要意义。本文依托“十二五”国家科技支撑计划“钢铁行业绿色生产工艺技术与应用示范”项目课题“热轧板带新一代TMCP装备及工艺技术”,以及首钢迁钢、首钢京唐等企业超快冷系统开发合作项目,围绕超快冷条件下热轧板带钢轧后冷却过程的高精度、智能化控制方法,在基于超快冷的轧后冷却数学模型建立、超快冷控制策略、卷取温度控制方法、冷却介质调节策略和控制方法、轧后冷却策略对典型钢种厚度方向组织均匀性影响等方面进行了系统研究,并将研究成果成功应用于相关产线工业化生产,取得良好效果。主要研究成果如下:（1）热连轧线板带钢具有运行速度快、产品规格跨度大等特点,目前关于以射流冲击为主要换热机理的热轧板带钢超快速冷却数学模型研究较少。针对热轧板带钢轧后冷却过程换热特性,构建了基于差异化离散模型的板带钢有限差分方程,有效提高了数学模型在线运算的效率和精度。同时,结合板带钢轧后冷却热交换机制,建立了对流换热系数理论统计模型,并对模型修正系数进行了优化处理。（2）新一代TMCP工艺条件下,超快冷出口温度（UFC-T）是影响产品组织和性能的重要工艺要素,目前关于热轧板带钢UFC-T控制策略和方法的文献资料较少。结合带钢超快冷过程冷却强度大、厚度方向温度梯度明显等特点,以超快冷单根集管为单位冷却单元,采用有限差分算法,系统分析了集管设定策略对带钢UFC-T的影响规律,并在此基础上开发了超快冷最优化组态设定策略。同时,针对超快冷设备紧凑、响应速率快等特点,开发了 UFC-T智能自适应系统,实现了 UFC-T的高精度、自适应控制。（3）热轧板带钢头部特殊冷却过程的高精度控制是产线稳顺生产、提高成材率的重要手段,也是轧后冷却控制的关键技术难题。针对超快冷工艺条件下不同产品的工艺需求及产线轧后冷却设备布置特点,开发了热轧板带钢层流冷却区域头部不冷、超快冷区域头部弱冷以及基于压力预补偿的头部不冷控制策略,实现了带钢头部特殊冷却段的高精度控制（温度720℃以上,长度2.0 m）,厚规格产品成材率提升近5%。（4）热连轧线常规卷取温度（CT）PID反馈控制器在增益参数整定不合理的条件下,通常无法获得理想的控制效果。针对CT反馈控制高度非线性及动态时滞等特点,开发出专家自整定抗时滞PID控制器。应用结果表明,新开发的PID反馈控制器,能够实现高效、稳定的CT反馈控制,CT±20℃命中率得到近5%的提高。（5）对于冷却线长度较短的热连轧线,应用超快冷技术已成为弥补其冷却能力不足的最有效手段。在系统分析产线特点的基础上,针对其轧后冷却调节时间短、温度修正手段不足等突出难题,结合超快冷工艺技术应用,开发出基于智能前馈设定的CT轧后冷却控制方法,该类产线CT±20℃命中率提升近8%。（6）热轧板带钢生产过程中,品种规格变化时的首卷钢受设备工况、控制系统计算偏差等因素影响,温度控制精度通常较差,影响产品批次稳定性。为此,结合热连轧线数据信息特点,引入大数据技术以利用轧线历史数据指导当前生产。通过数据库的建立以及智能算法的开发,形成了集数据记录、智能检索、指导生产为一体的大数据CT智能自适应系统。应用效果表明,针对部分钢种,CT±20℃命中率得到近2%的提高。（7）超快冷供水压力和集管流量的合理、高效调节,是提高冷却水利用率、保证带钢冷却过程温度控制精度的重要前提。针对超快冷高压动态供水、集管流量非线性调节等工艺特点,提出冷却介质调节效率的评价方法,并开发出基于调节效率的节能型高精度水压控制策略,在保证压力调节精度的同时,超快冷供水系统节能达20%。同时,开发出基于调节效率的超快冷集管流量PI控制器,并利用新建立的仿真模型对控制器参数的最优性进行了系统研究,实现了流量调节阀组不同初始开口度和干扰量条件下PI控制器参数的最优化。（8）基于超快冷工艺特点,开发和利用合理的冷却路径控制方法,实现热轧板带钢组织性能的综合调控,是新一代TMCP技术的最终目的所在。以厚度为22.0 mm的X80管线钢为研究对象,采用热轧实验与温度场模拟相结合的方式,对不同冷却路径下带钢厚度方向组织和性能均匀性进行了研究。结果表明,首先采用超快冷中等能力冷却（冷速约23℃/s）,再进行超快冷极限能力冷却（冷速约50℃/s）,实验钢厚度方向获得了较为均匀的组织和性能。该冷却路径下,实验钢屈服强度、抗拉强度及-20℃冲击功较常规层流冷却分别提升80 MPa、40 MPa和45 J,且厚度方向宏观硬度偏差控制在了20 HV以内。该研究成果对超快冷条件下高品质管线钢的生产具有重要的指导价值。本课题研究成果已成功应用于国内多条常规热连轧线,针对不同产品、规格及轧后冷却工艺制度,实现了 UFC-T、CT、冷却水流量、压力等工艺参数的高精度稳定控制。利用超快速冷却成套装备技术并配合高精度轧后冷却控制所提供的平台,成功开发出系列低成本高品质产品,并实现了稳定的大规模工业化生产,为企业降本增效和产品质量的提高做出了突出贡献。
徐宁[3]（2017）在《压缩空气节能安定系统的控制与优化》文中研究表明压缩空气是工业上常用的能源介质,压缩空气系统由气源系统（空气压缩机、干燥机）、冷却循环水系统（水泵、风机）、储气罐、输气管道、用气设备等组成。压缩空气系统占据工业生产中总耗电量的10%～20%,在能源形势日益严峻的今天,压缩空气系统运行效率低下、能源浪费严重等问题也逐渐凸显。在此背景下,如何提高压缩空气系统设备运行效率,在保证生产安全的前提下实现供需平衡,避免能源浪费,已成为全世界研究的热点。本文以东风日产郑州工厂压缩空气系统节能改造项目为背景,一方面通过对工厂压缩空气管网建模以及对末端减压系统的优化实现各车间压缩空气供需平衡、压力降低且稳定;另一方面通过设计和构建一套自动控制系统,能够实时地根据系统的压力、流量等状态得出系统中空压机、冷干机、水泵、风机的最佳运行数量,实现对空压站设备的自动控制,减小管网压力波动范围,节省人力和能源消耗。采用模糊自整定PID控制方法对末端减压系统进行优化,建立管网模型,并在MATLAB中运用Simulink对末端减压系统进行仿真分析,验证其控制的可行性及优越性。实际工程中,采用西门子S7-300PLC对模糊PID控制进行编程实现。在空压站台数优化控制中,采用目标参数平衡、流量匹配、流量预测、机组轮换、优先权及优化调度等多种控制策略设计空压机、冷干机、水泵、风机的台数优化算法。采用基于ARMA模型的预测算法进行压缩空气总管流量预测,实现空压机的容量与需求匹配。开发设计台数优化控制系统软件,实现系统的人机交互,并通过软件运行结果分析台数优化控制系统能够使各设备平稳、有序、安全运行,减少设备无功运行,提高设备运行效率,减少设备故障率。同时,压缩空气总管压力、露点以及冷却循环水总管供水压力、温度波动减小,压缩空气用气量减少,节能效果良好。
陈健[4]（2016）在《高效精密绿色数控电火花成型关键技术研究及应用》文中研究表明针对电火花成型加工提高效率、精度和环境友好性的问题,论文聚焦高效驱动、精密成型、绿色加工三个技术方向,通过直线驱动的配重扰动抑制、电极损耗的预变形精密补偿、水幕机罩的绿色净化和集成平台等关键技术及应用的研究,提高成型机的综合加工性能,实现数控电火花的高效精密绿色成型。在分析课题背景和研究意义后,论文提炼了当前国内外对几个关键技术的研究现状和不足,并提出本文所研究的关键技术点。研究了面向高效驱动的配重扰动补偿技术。针对传统驱动方式的不足,设计了主轴的直线驱动结构。面对配重系统在高速驱动中引起的扰动问题,提出了实时精密补偿技术。分析了配重平衡力波动和配重摩擦力波动这两个引起主轴振动的主要因素,利用等熵一元绝热气流模型和改进的Stribeck模型,分别建立平衡力波动和摩擦力波动模型,并通过扰动量的等效动态补偿,结合双PID解耦和模糊PID控制,有效抑制了主轴的振动,提高了主轴的位置控制精度和反馈速度。仿真和实验对比结果表明,采用配重扰动补偿控制技术的直线电机立式驱动,速度跟踪响应快,不仅极大抑制了主轴在高低速和变向驱动时呈现的爬行和抖振现象,而且超调也得到了明显的改善,减少了主轴的位置误差,实现主轴的高效驱动。研究了面向精密成型的电极损耗预变形补偿技术。针对电火花加工中,电极的损耗带来加工精度下降的不足,提出了基于预变形的电极补偿技术,实现了一个电极完成全程精密成型,避免了电极更换,提高了加工精度和加工效率。按不同工况,研究了不同的预变形技术:在微细损耗工况下,提出了曲率偏置补偿技术;在大损耗量工况下,提出了基于放电间隙的分层补偿技术。仿真和实验对提出的补偿技术进行了验证,结果表明成型零件的几何平均误差达到了电火花精密成型标准。研究了面向绿色加工的水幕式气雾净化技术.分析了放电加工中电离气雾产生和扩散的机理,从减少对主轴系统的精度影响和提高环境友好性出发,设计了水幕式净化机罩。构建了基于附壁理论的水幕形成模型,利用初级破碎理论建立水幕连续性方程模型,系统分析了射流从出口到水幕形成的全过程。以射流速度、入射角、附壁长度和附壁倾角作为四个典型因素,分析对附壁形成难易程度、水幕长度和水幕质量的影响。设计了固结与主轴的净化机罩和循环净化技术,实现电火花的绿色成型加工。关键技术集成应用平台研发。以关键技术的集成应用研发为主线,把高效驱动技术,精密成型技术和绿色净化技术集成到样机上,并进行了设计和开发,通过实验验证电火花成型加工的综合性能。最后,论文总结了研究内容、本文的主要创新点,分析了电火花成型加工未来的发展,给出了今后的进一步研究方向。
孙铁军[5]（2016）在《带钢卷取温度高精度预报及多目标优化控制策略研究》文中研究指明在现代钢铁工业中,层流冷却工艺是通过轧后强制水冷来改善带钢的组织性能,提高带钢质量和产量的过程。带钢在层流冷却过程中发生复杂的水冷、空冷换热及内部的热传导过程,具有工况条件变化剧烈、强非线性、参数时变、数学模型难以精确描述的复杂工业特性,而且整个冷却区的恶劣环境不能逐点安装温度检测仪表,带钢温度难以连续检测,现有的控制方法存在不能适应变化频繁的工况条件、过于依赖带钢温度模型精度的问题,导致卷取温度控制精度不高、对给定冷却速率跟踪效果差。本文以某钢铁公司带钢热连轧生产线的层流冷却过程为研究对象,以提高带钢成品质量为目标,从温度预报模型优化和多目标优化控制策略研究两方面入手,将先进控制理论和改进的优化算法引入到生产实际中,提出了基于再进化遗传算法的相关性剪枝法（Re-evolutionary Genetic Algorithm-Correlation Pruning Algorithm,REGA-CPA）优化的BP神经网络卷取温度预报模型和基于转基因多目标遗传算法（Transgenic Multi Objective Genetic Algorithm, TMOGA）的层流冷却优化控制策略,并利用层流冷却过程实际生产数据进行了仿真实验研究,仿真结果验证了所提出温度预报模型的高精度和多目标优化控制策略的有效性。本文研究工作具体表现在以下几个方面：1)再进化遗传算法（REGA）现有诸多改进遗传算法（Genetic Algorithm,GA）终究只是在种群的正常进化过程中所采取各种策略,在设计理念上明显受到自然界生物自然进化思想的束缚,对由于种群进化过程中的盲目性、随机性而引起的退化现象明显应对措施不足,对克服GA收敛速度慢和易陷于局部最优等缺点的效果终究有限。基于此,本文在进化策略上另辟蹊径,提出了一种基于重新进化思想的REGA。其中,首次提出了重新进化的思想,用“返祖”操作找回丢失的较优模式并将其耦合至下一代种群中,极大的提高了算法的收敛速度；分析了“种群解的空间跨度”和“基因段距离”对种群多样性的影响,用“优生”操作来推动算法从平面到多维空间的立体式搜索,以勘探和挖掘出更广、更优的寻优区间,并在种群进化后期,强力驱动算法收敛于全局最优.2)基于REGA-CPA优化的BP神经网络卷取温度预报模型本文提出了一种基于REGA-CPA优化的BP神经网络卷取温度预报模型,“阶段性跨度淘汰法”主要是从保持种群多样性方面考虑,随时考量整个种群在平面空间的分布均匀性,以拓展搜索空间,使算法能够在更广、更优的区域寻优；“DNA鉴定法”从多维空间来考量种群在全局空间的寻优遍历性,为判断任意两个个体在多维空间的距离提供了直观、高效的方法。仿真结果表明：该卷取温度预报模型的收敛速度快、精度高,满足实时在线的控制要求,预报精度在±10℃范围之内,3)“随机动态输入模式”卷取温度预报模型的在线应用在离线方式下训练好的基于REGA-CPA优化的BP神经网络卷取温度预报模型为主模型,即可应用于在线的卷取温度预报。鉴于层流冷却系统是一个强耦合、强非线性、大滞后且滞后的时间时变的系统,因主模型权值、阈值、结构已固定,在线预报卷取温度时,若干点的精度有时可能会低于离线时训练的精度。针对此问题,提出了“随机动态输入模式”卷取温度预报模型,以最大限度的保证在线温度预报模型的预报精度在±10℃范围以内,能为层流冷却的预设定及前馈控制提供可靠的参考数据,从而为进一步提高卷取温度的控制精度提供了新的途径。4)转基因多目标遗传算法（TMOGA）提出了TMOGA,利用历代种群Pareto前沿面的交集来提取较优模式并建立基因库,库中的优秀基因通过“转基因”的方式移植到下一代种群,以保证种群进化稳步向Pareto最优解集迫近；基于决策变量的拥挤距离策略和基因库的竞争机制,保持了种群的多样性,使算法可以挖掘和勘探出更广、更优的搜索空间；随机抽取基因的模式保证了历代种群Pareto前沿面均具有良好的空间分布均匀性；基因库的记忆、固化功能形成强力驱动机制,使算法接近收敛时迅速跳出局部前沿,快速逼近真实的Pareto最优解集。5)基于TMOGA的层流冷却系统粗调区优化控制策略针对如何提高带钢卷取温度的控制精度和如何准确跟踪给定冷却速率的问题,提出了基于TMOGA的层流冷却系统粗调区优化控制策略,用于搜索粗调区集管的最佳开闭模式集合（Pareto最优解集）；仿真结果表明,该多目标优化控制策略可获取全局Pareto最优解集且在空间分布均匀,所提供的决策变量丰富、合理,因此控制系统的控制范围广、精度高,对多目标的均衡能力强,从而为新钢种的开发、冷却工艺优化提供了强有力的技术手段,同时为发展高端、高附加值的带钢产品打下了坚实的基础。
李振垒[6]（2014）在《基于超快速冷却的热轧带钢轧后冷却控制系统与策略研究》文中提出在社会倡导“绿色制造与制造绿色”的大背景下,以超快速冷却技术为核心的新一代TMCP技术应用到热轧板带钢生产中,可实现以减量化的成分设计生产性能优良的钢铁产品,实现节省资源和能源、降低生产成本、挖掘钢材潜力,形成系统完整的绿色制造工艺。本文以国家“十二五”科技支撑计划中“钢铁行业绿色生产工艺技术与应用示范”项目子课题“热轧板带钢新一代TMCP装备及工艺技术开发与应用”为背景,围绕钢铁产业关键共性技术“新一代TMCP工艺技术”,通过开发基于超快速冷却的热轧带钢轧后冷却控制系统,旨在加快突破钢铁产业核心关键技术。本文对基于超快速冷却的多目标温度计算模型、多目标温度的解耦控制策略、提高多目标温度控制精度策略、冷却介质高精度控制策略和升速轧制下温度高精度控制策略进行了系统研究,在此基础上,开发了具有自主知识产权的“基于超快速冷却的热轧带钢轧后冷却控制系统”并应用于现场生产,取得了良好效果。（1）针对新增轧后超快冷的实际冷却工艺需求,建立了轧后多目标冷却控制系统。针对现场应用过程需求,对超快速冷却系统与层流冷却系统无缝衔接做了相关研究,提出超快冷柔性化控制模式；基于柔性化冷却模式对系统的要求,对多级控制系统结构特点的研究,优化设计了系统控制功能时序,实现了系统各功能之间合理分工协作。（2）针对超快速冷却过程特点,推导了基于超快冷的轧后冷却多目标温度控制模型,创建了水冷换热系数自适应模型。首先,通过对轧后冷却换热过程的分析,推导了轧后冷却温度计算模型；其次,通过对影响水冷换热效率因素的研究,回归获取了超快速冷却段水冷换热系数模型以及层流冷却段水冷换热系数模型；之后,针对复杂的水冷换热过程,以消除温度计算偏差、提高系统自适应能力为宗旨,建立了水冷换热系数自适应模型,提高了水冷温度计算的稳定性、计算过程的收敛性以及轧后冷却多目标温度计算模型的准确性。（3）采用专家系统PID与Fuzzy-PID控制策略,对冷却介质压力与流量进行解耦控制,该系统具有响应速度快、抗干扰能力强和稳定性好等特点。为了实现供水系统稳定性控制,提出轧线控制系统与泵站供水系统解耦控制策略；针对高压模式与低压模式冷却介质压力变化特性,采用专家系统调节PID控制参数的控制策略,实现了冷却介质压力的精度控制；针对不同类型冷却集管的流量变化特征,采用PID参数模糊自整定控制策略,实现各类型冷却集管流量的精度控制；针对冷却介质压力与流量的强耦合关系,采用冷却介质压力与流量解耦控制策略。在实际应用过程中解决了高压水控制过程中压力与流量、轧线水系统与泵站水系统强耦合的问题。（4）通过对轧后冷却不同位置工艺温度控制特征的研究,开发了超快冷条件下多目标温度高精度控制策略。针对控制过程中UFCT与CT之间控制特点及工艺需求,开发了UFCT与CT解耦控制策略、多元计算策略；为实现UFCT精确控制,开发了卷内自学习控制策略；针对超快冷冷却速率高的特点,依据现场生产数据,对典型厚度规格的带钢在超快速冷却过程厚度方向的温度分布进行了研究；为消除超快速冷却过程对CT精度控制的影响,开发温度计算补偿策略；针对反馈控制滞后的问题,设计了带滞后补偿的温度PID反馈控制策略；通过对带钢长度方向多目标温度均匀性控制的研究,在带钢长度方向采用5点自学习策略、UFCT与CT自学习控制策略独立并存方案。系统实现了多目标温度的精确控制,提高了带钢长度方向温度均匀性、增强了系统自适应能力及系统运行稳定性。（5）针对热轧带钢轧制过程速度变化不规则的特点,开发了带钢及样本TVD曲线的计算算法及在线循环修正策略,消除了速度波动对温度控制的影响。研究了带钢速度变化对带钢表面换热系数和带钢运行时间的影响；在研究不同长度的带钢在轧后冷却区运行过程中TVD曲线特征的基础上,提出了带钢整体TVD曲线运行制度算法、Sk段速度运行制度算法和样本速度计算策略；针对带钢运行速度不规则变化特征,提出带钢速度在线循环修正策略；上述速度运行制度算法、计算策略及修正策略实现了带钢样本在各微元冷却区运行历程的精确计算,并消除了速度波动对温度计算的影响。（6）所建立的轧后冷却多目标控制系统,已应用于现场生产,实现了轧后冷却UFCT与CT的高精度控制；在此基础上开发的低合金普碳钢与低合金管线钢,很好的实现了主要合金元素的减量化生产,且在大批量生产过程中,系统运行稳定,控制效果良好。为企业提质增效与降本增效做出了突出贡献,为企业创造了良好的经济效益。
佟瑞乐[7]（2012）在《热轧带钢层流冷却离线模拟设计软件》文中指出目前在热轧带钢的生产过程中，带钢产品的性能好坏不仅取决于热轧工艺，更决定于轧制后的冷却制度。在轧制后的输出辊道上对带钢进行冷却控制目的在于获得尽可能细化的组织晶粒和结构，进而提高带钢的综合力学性能。由于热轧后层流冷却装置的设备选择和配置直接影响到带钢的产品质量、产能和投资，所以合适的设备配置和相关参数的确定，不仅提高热轧带钢产品的质量，同时也可以最大限度的节约资金。为了实现热轧带钢层流冷却系统的参数化设计，本文以数据库技术为平台，收集了国内外多条先进合理的层流冷却设备的总体工艺方案，结合各种不同因素的影响，为开发新的层流冷却系统提供可靠的参考和合理化的建议。在热轧带钢层流冷却设备总体设计初步完成的基础上，分析热轧带钢层流冷却的换热机理，采用二维有限差分法建立温降数学模型。并且对换热模型的初始条件、边界条件以及热物性参数进行了详细的研究。利用所建温降模型对不同品种、不同规格的带钢在宽度和厚度方向上的温降过程进行了模拟计算。为了更贴合现场实际生产、提高温降模型的计算精度，本文利用现场实测数据，对空冷换热系数和水冷换热系数进行回归计算，并且选用二次指数平滑自学习方法，对系数进行了自学习优化。分析了影响带钢温降的各种因素，合理化的选择层流冷却系统的冷却策略，所得温降计算结果精度能够满足生产实际要求。所设计的离线模拟软件，以Visual Basic和C++为编程工具，界面友好、操作方便、计算高效。层流冷却温降模型利用C++编写仿真程序，综合考虑了层流冷却区各影响因素，得到详尽的温降数据。操作界面以VB语言编写，界面直观，动态演示带钢全长通过层流冷却设备时的集管开闭情况。本离线模拟设计软件经与宝钢1780线层流冷却设备实际运行数据比对，设备设计合理，模拟计算温降数据准确，满足实际应用要求。
付天亮[8]（2010）在《中厚板辊式淬火机冷却过程数学模型的研究及控制系统的建立》文中研究指明中厚板辊式淬火机因其具有冷却强度高、冷却均匀性好及多功能冷却等特点,因此在国内外中厚板淬火过程中成为首选设备形式。由于中厚板淬火工艺复杂、控制难度大,所以必须开发精确的冷却数学模型及相应的控制系统,以实现淬火过程的精确控制。本文以东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（RAL）自主研发的中厚板辊式淬火机为研究对象,针对中厚板淬火工艺特点,建立水冷过程、汽雾冷却过程、空冷室强风冷却过程数学模型及淬透层深度预测模型。在此基础上,构建辊式淬火机过程控制系统,实现我国自主开发辊式淬火机的自动化、精确化控制,进而提高中厚板的综合性能质量。论文主要工作和成果如下：（1）本文根据射流冲击换热理论,对不同喷嘴形式下钢板表面努塞尔数（Nu）分布规律进行了研究,通过引入交互作用影响函数,建立了钢板温降与冷却强度、冷却时间等参数之问的定量关系,进而给出了各水冷段的综合换热系数模型,同时对影响淬火模型计算精度的主要因素进行了详细的分析,在此基础上,建立了淬火机射流冲击水冷模型,制定了多冷却段组合策略,明显提高了模型的计算精度。实现了不同喷水形式的辊式淬火机淬火过程温度、组织的精确控制。（2）利用现场实测数据,通过气液两相流耦合计算,建立了喷射角和喷射参数计算模型。通过钢板表面换热规律的研究,发现稳定的膜态沸腾是汽雾冷却的主要换热形式。在研究板厚、辊速及水量等参数对汽雾冷却换热系数的影响规律的基础上,基于大容器膜态沸腾理论,建立了汽雾冷却换热系数模型,进而给出了水-气喷射模型和汽雾冷却换热模型,使汽雾冷却在中厚板离线热处理领域得到成功应用,为薄规格钢板淬火提供了新的途径。（3）通过对空冷室结构特点的分析,指出气体射流冲击换热是其主要换热形式。在此基础上,提出了利用过程离散化分析方法解决循环介质的喷射参数计算和钢板表面换热等问题。通过分析钢板表面Nu分布与板厚、雷诺数（Re）、气体喷射量、喷嘴排布方式等因素的关系,给出了气体射流换热系数的分布规律。考虑到Nu测量比较困难,本文采用集总参数法计算对流换热系数,为风冷模型的应用奠定了基础。将强制风冷换热模型应用到6mm以下不锈钢及高温合金固溶处理中,实现了空冷室自动化控制。（4）针对传统淬透层深度预测方法的预测精度不高,很难适用于中厚板辊式淬火机的具体情况,提出了中厚板淬透层深度的概念。以修正的Grossmann法为基础,通过对含碳量、奥氏体晶粒度及合金元素对不同钢理想临界直径的影响规律的研究,引入合金交互作用函数,建立了碳钢和低合金钢的淬透性预测模型。同时,结合CCT蓝线和等温转变C曲线,分别采用修正Maynier法、Eldis法和等温曲线法对临界冷速进行了计算,结果表明等温曲线法是较优的临界冷速计算模型。淬透层深度预测模型的建立为辊式淬火机淬后钢板性能预测提供了有效的方法。（5）采用Fuzzy-PID控制法对淬火机喷水系统进行改进,该系统具有快速响应、抗干扰能力强、稳定性好等特点。结合已建立的相关冷却模型,建立了淬火机过程控制系统,通过规程分配、功能触发和淬火参数计算,淬火机实现了高精度温度控制、板形控制和淬火模型自学习。通过建立稳定快速的通讯系统、精确的跟踪系统和数据库,实现淬火机自动淬火功能,进而实现了自主开发的淬火机自动化、精确化控制。建立的控制系统已成功应用于宝钢、南钢等辊式淬火机,解决了辊式淬火机控制复杂和控制精度不高等难题。通过上述中厚板辊式淬火机冷却模型的研究和控制系统的建立,开发出了具有自主知识产权的成套中厚板辊式淬火机控制系统软件。相关结论作为研究成果的一部分获得了2010年中国冶金科学技术奖一等奖,为企业创造良好的经济效益。
姬亚锋[9]（2010）在《热轧带钢超快速冷却控制系统的开发与应用》文中研究说明本文以某钢铁公司750mm热连轧机组超快速冷却项目为背景,立足于超快速冷却自动化系统,进行了超快速冷却控制功能、水压闭环调节自动时序、超快速冷却区出口温度智能化控制等策略的研究与开发。主要研究内容如下：（1）分析了国内外控制冷却技术和设备的进展及工艺需求,比较了几种冷却方式的优缺点,阐明超快速冷却的原理及其在新一代TMCP技术中的核心地位。（2）针对超快速冷却技术应用时的工艺设备要求,设计了一套集出口温度反馈控制、前馈控制、冷却水压力闭环调节、带钢头尾微跟踪及顺序开闭控制等功能为一体的控制系统软件。（3）考虑精轧末机架抛钢后带钢速度波动较大给温度控制系统带来的扰动,开发了抛钢后带钢速度的动态前馈控制策略,提高带钢尾部温度的控制精度。（4）设计了模糊自适应PI-Smith预估控制系统,采用MATLAB环境下的Simulink和Fuzzy Logic Toolbox工具对其进行了仿真研究。结果证明,模糊自适应PI-Smith预估控制系统相比于常规PID系统具有更快的响应速度和更小的系统超调量。推导出基于带钢变长样本的PI-Smith预估控制系统的显式公式,得出最优的控制率表达式,奠定了控制算法的实际应用基础。（5）利用SIEMENS组态软件WinCC开发超快速冷却区人机界面,完成其与PLC系统的通讯,实现冷却区所有关键数据的监视与控制。通过访问SQL数据库获取现场运行记录曲线的实际数据。本论文的研究成果已在某750mm热轧带钢厂得到成功应用。实际数据记录曲线表明：动态速度前馈控制策略的应用提高了带钢尾部温度的控制精度；模糊自适应PI-Smith预估控制系统具有良好的动态性能且能有效消除常规PI-Smith控制方法中纯滞后环节所带来的问题,使带钢超快冷出口温度控制在士20℃之内。
郑毅[10]（2010）在《加速冷却过程的模型预测控制》文中认为加速冷却过程是利用钢材余热,通过控制钢板冷却工艺曲线,达到批量生产具有特定性能钢板的目的。这种系统具有输入输出变量多、产品规格多样、系统影响因素多、冷却过程状态难以检测等特性,传统的控制策略难以满足高性能钢材的需求,本文以加速冷却过程为研究对象,在预测控制的框架下,系统研究加速冷却过程的模型辨识与控制器设计等问题,其主要内容包括:1)提出一种模型参数预计算和后计算方法。该方法根据各种钢板物性参数、工艺要求、冷却过程历史数据库,确定钢板冷却过程中能量平衡偏微分方程模型参数（预计算方法）。冷却完成后根据实测终冷温度数据对预计算得到的模型参数进行修正（后计算方法）,以不断更新数据库,提高预计算的精度。该方法在钢板规格种类多、过程影响因素多、影响因素变化范围广的情况下,能够得到较精确的过程模型,并可以适应冷却工况条件的变化。该方法能够为控制器设计提供依据,并提供钢板冷却全程温度信息。2)提出一种新的采用板速控制终冷温度的实时优化方法。该方法首先把工艺目标转化为冷却装置选定位置上的钢板温度设定值,使控制系统输入输出关系得到简化,避免了板速和板点温度之间关系复杂难以解析表达的问题。在此基础上,提出了基于板速预估的变时域模型预测控制方法,其中优化时域随着钢板位置和板速（控制变量）序列的变化而变化以保证始终优化钢板全板长的温度,并提出了一种求解该复杂优化问题的板速预估迭代算法。数值结果表明该方法可以提高终冷温度控制精度。3)提出采用冷却装置各喷头冷却水流量作为控制变量的控制方案,与采用板速作为控制变量的方案相比,增加了控制变量的维度,从而提高冷却系统的灵活性。在此基础上,提出一种设定值再计算的预测控制算法,该方法根据钢板的开冷温度动态确定各局部控制器的设定值变化曲线,通过推导原偏微分方程的近似非线性状态空间模型作为预测模型,通过在当前工作点线性化预测模型减少优化问题复杂度,数值结果表明该方法在保证控制精度和实时性的同时,能够对复杂形状的冷却曲线进行控制。4)提出一种钢板冷却生产全过程的分布式预测优化控制方法,首先把冷却过程分解为输入和状态都相互关联的多个子系统,每个子系统采用模型预测控制方法,子系统之间通过邻域优化策略进行协调。该算法在优化过程中能够利用邻域子系统的输出信息、状态信息,并能充分考虑邻域的性能指标,提高了系统的全局性能。最后给出了该方法的解析解和稳定性条件,并分析了该方法的性能。
二、基于水幕冷却流量过程的模糊建模与控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于水幕冷却流量过程的模糊建模与控制（论文提纲范文）
（1）多功能热轧实验机组的开发与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 轧制过程中试研究平台的创新与发展 |
| 1.3 热轧实验机组研究及发展现状 |
| 1.3.1 国外热轧实验机组的研究及发展现状 |
| 1.3.2 国内热轧实验机组研究及发展现状 |
| 1.4 多功能热轧实验机组的主要特征 |
| 1.4.1 高刚度可逆轧机 |
| 1.4.2 先进的自动化控制系统 |
| 1.4.3 轧辊加热系统及研究现状 |
| 1.4.4 热轧异步轧制及研究现状 |
| 1.4.5 组合式控制冷却系统研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 多功能热轧实验机组及其控制系统开发 |
| 2.1 多功能热轧实验机组工艺流程研究 |
| 2.2 多功能热轧实验机组主要工艺设备及检测仪表 |
| 2.2.1 多功能热轧实验机组主要工艺设备 |
| 2.2.2 多功能热轧实验机组检测仪表 |
| 2.3 多功能热轧实验机组控制系统组成 |
| 2.4 多功能热轧实验机组主要控制功能研究 |
| 2.4.1 多功能热轧实验机组厚度控制系统 |
| 2.4.2 多功能热轧实验机组实验过程跟踪系统 |
| 2.4.3 多功能热轧实验机组全自动实验系统 |
| 2.4.4 多功能热轧实验机组实验过程仿真系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 轧辊加热系统开发及表面温度场研究 |
| 3.1 轧辊热油加热系统的开发 |
| 3.1.1 热油加热循环系统设计 |
| 3.1.2 轧辊内部热油循环系统设计原理及连接机构 |
| 3.1.3 轧辊热油加热过程中的热轧实验过程 |
| 3.2 热油加热过程中轧辊温度场模型研究 |
| 3.2.1 轧辊温度场导热微分方程的建立 |
| 3.2.2 轧辊温度场导热微分方程的定解条件 |
| 3.3 热油加热过程中轧辊温度场的模拟研究 |
| 3.3.1 模型的简化与假设 |
| 3.3.2 轧辊几何模型 |
| 3.3.3 轧辊材料参数 |
| 3.3.4 模拟结果及分析 |
| 3.4 热油加热过程中轧辊表面温度的实验研究 |
| 3.4.1 实验方案 |
| 3.4.2 实验结果及分析 |
| 3.4.3 模拟与实验结果对比分析 |
| 3.5 不同加热条件下轧辊表面温度场变化规律研究 |
| 3.5.1 热油温度对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.5.2 环境温度对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.5.3 轴承冷却对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.5.4 轧辊直径对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.5.5 轧辊开孔深度对轧辊表面温度场的影响规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 热轧异步轧制变形规律及翘曲控制策略 |
| 4.1 热轧实验机组异步轧制系统的开发 |
| 4.1.1 热轧实验机组多种异步轧制方式的实现 |
| 4.1.2 下辊偏移系统的开发 |
| 4.2 热轧异步轧制有限元模型的建立 |
| 4.2.1 几何模型 |
| 4.2.2 物理模型 |
| 4.3 热轧异步轧制轧辊受力规律研究 |
| 4.4 热轧异步轧制轧件厚度方向变形规律研究 |
| 4.4.1 轧件厚度方向等效应变研究 |
| 4.4.2 轧件厚度方向剪切应变研究 |
| 4.5 热轧异步轧制轧件翘曲规律研究 |
| 4.5.1 轧件翘曲的表征方法 |
| 4.5.2 不同压下率下异速比对轧件翘曲的影响规律 |
| 4.5.3 不同下辊偏移量下异速比对轧件翘曲的影响规律 |
| 4.5.4 不同异速比下压下率对轧件翘曲的影响规律 |
| 4.5.5 不同压下率下下辊偏移量对轧件翘曲的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 组合式冷却系统控制功能研究 |
| 5.1 组合式控制冷却过程数学模型研究 |
| 5.1.1 组合式控制冷却过程中轧件温度场模型的建立 |
| 5.1.2 组合式冷却过程中换热系数模型的建立 |
| 5.2 超快冷系统压力与集管流量综合控制策略研究 |
| 5.2.1 超快速冷却系统压力与集管流量控制原理 |
| 5.2.2 超快冷系统压力与集管流量综合控制策略 |
| 5.3 超快冷系统压力控制算法研究 |
| 5.3.1 超快冷系统压力前馈控制算法研究 |
| 5.3.2 超快冷系统压力反馈控制算法研究 |
| 5.4 超快冷集管流量控制算法研究 |
| 5.4.1 超快冷集管流量前馈控制算法研究 |
| 5.4.2 超快冷集管流量反馈控制算法研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 多功能热轧实验机组现场应用 |
| 6.1 多功能热轧实验机组计算机控制系统的应用效果 |
| 6.1.1 计算机控制系统配置和结构 |
| 6.1.2 厚度控制系统控制效果 |
| 6.1.3 实验过程跟踪系统控制效果 |
| 6.2 轧辊热油加热系统控制效果 |
| 6.3 热轧异步轧制系统控制效果 |
| 6.4 组合式控制冷却系统控制效果 |
| 6.4.1 组合式控制冷却系统冷却能力 |
| 6.4.2 超快冷系统压力和集管流量综合控制效果 |
| 6.4.3 超快冷系统压力控制效果 |
| 6.4.4 超快冷集管流量控制效果 |
| 6.4.5 轧后冷却温度控制效果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间完成的工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）超快冷条件下热轧板带钢轧后冷却控制方法研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 热轧板带钢轧后冷却技术发展概况 |
| 1.2.1 轧后冷却装备发展概况 |
| 1.2.2 轧后冷却数学模型概况 |
| 1.3 技术开发难点 |
| 1.3.1 超快速冷却数学模型的建立 |
| 1.3.2 UFC-T的高精度控制 |
| 1.3.3 超快冷条件下CT的高精度控制 |
| 1.3.4 有压冷却水的动态高精度控制 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于超快冷的轧后冷却数学模型建立 |
| 2.1 经典传热理论 |
| 2.1.1 热传导 |
| 2.1.2 热对流 |
| 2.1.3 热辐射 |
| 2.1.4 热物性参数 |
| 2.2 轧后冷却换热过程分析 |
| 2.3 有限差分方程的建立 |
| 2.3.1 有限差分法数学描述 |
| 2.3.2 差异化离散模型的建立 |
| 2.3.3 内部节点差分方程的建立 |
| 2.3.4 边界节点差分方程的建立 |
| 2.4 换热系数模型的建立 |
| 2.4.1 空冷对流换热系数模型的建立 |
| 2.4.2 水冷对流换热系数模型的建立 |
| 2.4.3 模型修正系数的优化处理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超快冷控制策略开发与应用 |
| 3.1 超快冷过程控制原理 |
| 3.2 UFC-T高精度控制方法研究 |
| 3.2.1 轧后冷却布置概况和工艺特点 |
| 3.2.2 最优化组态设定策略的开发 |
| 3.2.3 UFC-T智能自适应系统的开发 |
| 3.3 带钢头部特殊冷却控制策略研究 |
| 3.3.1 层流冷却区域头部不冷控制策略的开发与应用 |
| 3.3.2 超快冷区域头部弱冷控制策略的开发与应用 |
| 3.3.3 基于压力预补偿的超快冷区域头部不冷控制策略开发与应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 卷取温度智能控制方法研究与应用 |
| 4.1 CT智能PID反馈控制器的开发 |
| 4.1.1 CT PID反馈控制器原理分析 |
| 4.1.2 专家自整定抗时滞PID控制器的开发 |
| 4.1.3 应用效果 |
| 4.2 短冷却线CT高精度智能控制方法研究 |
| 4.2.1 短冷却线轧后冷却布置概况 |
| 4.2.2 短冷却线CT高精度控制难点 |
| 4.2.3 CT智能前馈设定控制方法研究与应用 |
| 4.3 基于大数据的CT智能自适应系统开发 |
| 4.3.1 数据准备及处理 |
| 4.3.2 实测温度滤波算法的开发 |
| 4.3.3 CT智能自适应模型的建立 |
| 4.3.4 应用效果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 冷却水压力和流量控制方法研究与应用 |
| 5.1 超快冷水系统的构成 |
| 5.2 超快冷节能型水压控制策略的开发 |
| 5.2.1 超快冷水压调节效率方程的建立 |
| 5.2.2 水压最优控制策略的开发 |
| 5.3 超快冷集管流量控制方法研究 |
| 5.3.1 超快冷集管流量数学模型的建立 |
| 5.3.2 基于调节效率的集管流量PI控制器的开发 |
| 5.3.3 PI控制器增益参数的最优化整定 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 X80管线钢轧后冷却过程组织和性能均匀性研究 |
| 6.1 实验材料及方法 |
| 6.2 带钢轧后冷却温度场模拟 |
| 6.3 试验结果与分析讨论 |
| 6.3.1 厚度方向显微组织分析 |
| 6.3.2 力学性能分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 轧后冷却控制方法工业化应用 |
| 7.1 超快冷条件下轧后冷却数学模型工业化应用 |
| 7.2 轧后冷却高精度温度控制应用 |
| 7.2.1 短冷却线温度控制精度 |
| 7.2.2 常规热连轧线温度控制精度 |
| 7.3 冷却水压力和流量控制应用 |
| 7.3.1 节能型水压控制策略应用 |
| 7.3.2 超快冷集管流量控制方法应用 |
| 7.4 低成本高品质产品开发应用 |
| 7.4.1 低成本普碳钢应用 |
| 7.4.2 低合金X80管线钢的应用 |
| 7.4.3 厚规格高韧X70管线钢的应用 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间完成的工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）压缩空气节能安定系统的控制与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 压缩空气系统节能技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 我国压缩空气系统节能技术研究现状 |
| 1.2.3 国外压缩空气系统节能技术研究现状 |
| 1.3 课题目标及研究内容 |
| 1.3.1 课题研究目标 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 第2章 需求分析及系统架构设计 |
| 2.1 系统现状分析 |
| 2.1.1 输气管网及末端现状分析 |
| 2.1.2 空压机系统现状分析 |
| 2.1.3 冷干机系统现状分析 |
| 2.1.4 冷却循环水系统现状分析 |
| 2.2 系统需求分析及预期目标 |
| 2.2.1 系统需求分析 |
| 2.2.2 系统预期目标 |
| 2.3 系统架构及硬件设计 |
| 2.3.1 系统架构 |
| 2.3.2 系统硬件设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 压缩空气系统管网建模与分析 |
| 3.1 管道流通能力建模 |
| 3.1.1 管段流通能力 |
| 3.1.2 流阻参数的确定 |
| 3.1.3 串联管路的流阻计算 |
| 3.1.4 体积流量下的管道阻力系数 |
| 3.1.5 输气管道实际流通能力计算 |
| 3.2 气动薄膜调节阀建模 |
| 3.2.1 阀门定位器 |
| 3.2.2 气动执行机构 |
| 3.3 管网末端压力-流量特性建模 |
| 3.3.1 调节阀前后压力关系模型 |
| 3.3.2 调节阀的阻力系数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于模糊自整定PID控制的末端减压系统优化 |
| 4.1 常规PID末端减压控制系统分析 |
| 4.1.1 常规PID末端减压控制系统设计 |
| 4.1.2 常规PID末端减压控制系统效果分析 |
| 4.2 末端减压系统模糊自整定PID控制器设计 |
| 4.2.1 确定控制器结构 |
| 4.2.2 确定论域及量化因子 |
| 4.2.3 模糊子集的选取与模糊赋值 |
| 4.2.4 建立模糊控制规则 |
| 4.2.5 通过模糊推理和模糊运算制定模糊控制表 |
| 4.3 模糊自整定PID末端减压控制系统仿真分析与实现 |
| 4.3.1 被控对象模型仿真 |
| 4.3.2 模糊自整定PID末端减压控制系统仿真与分析 |
| 4.3.3 末端减压控制系统的工程实现与效果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 空压站台数优化控制系统设计与实现 |
| 5.1 空压站台数优化控制系统控制策略 |
| 5.1.1 基于目标参数平衡的控制策略 |
| 5.1.2 基于流量匹配及流量预测的控制策略 |
| 5.1.3 基于参数稳定的机组轮换控制策略 |
| 5.1.4 基于优先权的控制策略 |
| 5.1.5 基于优化调度的控制策略 |
| 5.2 基于ARMA模型的压缩空气流量预测 |
| 5.2.1 平稳时间序列 |
| 5.2.2 ARMA模型及特征 |
| 5.2.3 压缩空气流量的ARMA模型辨识和预测 |
| 5.3 空压站台数优化控制系统算法设计 |
| 5.3.1 空压机系统台数优化算法 |
| 5.3.2 冷干机系统台数优化算法 |
| 5.3.3 冷却循环水泵系统台数优化算法 |
| 5.3.4 冷却塔风机系统台数优化算法 |
| 5.4 空压站台数优化控制系统软件设计 |
| 5.4.1 空压站台数优化控制系统概述 |
| 5.4.2 空压站台数优化控制系统界面设计 |
| 5.5 空压站台数优化控制系统控制效果 |
| 5.5.1 压缩空气总管控制效果分析 |
| 5.5.2 冷却循环水总管控制效果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间的研究成果 |
（4）高效精密绿色数控电火花成型关键技术研究及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 课题来源目的 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.1.3 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述及问题 |
| 1.2.1 电火花成型机发展现状 |
| 1.2.2 主轴直线驱动技术研究现状 |
| 1.2.3 电极损耗补偿技术研究现状 |
| 1.2.4 电火花绿色成型技术研究现状 |
| 1.2.5 存在问题 |
| 1.3 论文研究内容及框架 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 面向高效直线驱动的配重扰动补偿技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主轴直线驱动分析 |
| 2.3 不同配重方法对比 |
| 2.3.1 液压杠杆式配重方法 |
| 2.3.2 气压式配重方法 |
| 2.3.3 配重方法对比分析 |
| 2.4 气压配重扰动因素分析 |
| 2.5 气压配重扰动建模 |
| 2.5.1 基于等熵一元绝热气流配重平衡力波动建模 |
| 2.5.2 基于改进Stribeck的配重摩擦力波动建模 |
| 2.6 配重扰动实时精密补偿技术 |
| 2.6.1 电磁推力方程与磁力波动抑制 |
| 2.6.2 配重波动的动态补偿器设计 |
| 2.6.3 电流环双PID解耦器设计 |
| 2.6.4 速度环模糊PID控制器设计 |
| 2.7 扰动补偿仿真与试验分析 |
| 2.7.1 仿真分析 |
| 2.7.2 实验分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 面向精密成型的电极预变形补偿技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电极蚀除与损耗补偿分析 |
| 3.2.1 电极蚀除一般过程 |
| 3.2.2 电极损耗影响分析 |
| 3.2.3 电极损耗预变形补偿 |
| 3.3 电极损耗的曲率偏置预变形补偿技术 |
| 3.3.1 电极损耗过程建模 |
| 3.3.2 基于曲率的偏置补偿 |
| 3.4 电极损耗的分层预变形补偿技术 |
| 3.4.1 电极相对损耗率模型 |
| 3.4.2 电极分层预变形补偿模型 |
| 3.4.3 电极分层预变形补偿流程建模 |
| 3.5 仿真与试验验证 |
| 3.5.1 曲率补偿仿真与试验 |
| 3.5.2 分层补偿仿真与试验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 面向绿色加工的水幕式气雾净化技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电离气雾危害与扩散机理分析 |
| 4.2.1 介质电离气雾产生危害分析 |
| 4.2.2 扩散机理仿真分析 |
| 4.3 射流附壁式水幕建模技术 |
| 4.3.1 气雾净化方法分析 |
| 4.3.2 射流附壁原理 |
| 4.3.3 射流成幕建模 |
| 4.4 水幕式气雾循环净化技术 |
| 4.4.1 水幕式收集技术 |
| 4.4.2 可变式环幕技术 |
| 4.4.3 两级过滤净化技术 |
| 4.5 水幕仿真与试验分析 |
| 4.5.1 水幕仿真分析 |
| 4.5.2 水幕试验分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 关键技术集成平台与应用研发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 关键技术的主轴集成 |
| 5.2.1 直线电机选型与载荷校核 |
| 5.2.2 主轴配重结构集成 |
| 5.2.3 主轴水幕净化机罩集成 |
| 5.2.4 集成主轴结构布局设计 |
| 5.3 DSP与模块优集成的控制系统设计 |
| 5.3.1 控制系统硬件设计 |
| 5.3.2 控制系统软件设计 |
| 5.4 多系统的精密补偿集成平台 |
| 5.5 关键技术集成应用平台与试验 |
| 5.5.1 大过载冲屑高效驱动试验 |
| 5.5.2 多深度电极精密成型试验 |
| 5.5.3 长时间放电绿色加工试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文研究总结 |
| 6.2 主要的创新点 |
| 6.3 后续研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录1:攻读博士学位期间主要的研究成果 |
| 附录2:研究生期间参与的项目 |
（5）带钢卷取温度高精度预报及多目标优化控制策略研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 加速冷却过程工艺、应用现状及特点 |
| 1.2.1 加速冷却过程工艺 |
| 1.2.2 加速冷却装置的国内外应用现状 |
| 1.2.3 加速冷却过程特点 |
| 1.3 热轧带钢层流冷却温度模型建模方法研究现状 |
| 1.3.1 基于统计的代数方程和简化微分形式的温度模型 |
| 1.3.2 细化控制“粒度”的温度模型 |
| 1.3.3 基于误差补偿的卷取温度预报模型 |
| 1.3.4 基于热传导机理的动态温度模型 |
| 1.4 热轧带钢层流冷却过程控制方法及策略研究现状 |
| 1.4.1 基于经验统计模型和表格分级策略的开环控制方法 |
| 1.4.2 基于优化模型的开环控制 |
| 1.4.3 基于预设定和线性补偿模型相结合的控制方法 |
| 1.4.4 基于先进智能技术的控制方法 |
| 1.5 存在的问题 |
| 1.5.1 层流冷却过程建模存在的问题 |
| 1.5.2 热轧带钢层流冷却过程控制方法及策略存在的问题 |
| 1.6 论文的主要研究内容 |
| 1.7 论文的结构安排 |
| 1.8 本章小结 |
| 2 热轧带钢层流冷却数学模型 |
| 2.1 层流冷却系统的主要设备和工艺流程描述 |
| 2.2 经典传热理论 |
| 2.2.1 Fourier偏微分导热方程 |
| 2.2.2 牛顿冷却对流换热方程 |
| 2.2.3 Stefan-Boltzmann辐射换热方程 |
| 2.3 层流冷却数学模型 |
| 2.3.1 统计理论模型 |
| 2.3.2 指数模型 |
| 2.4 有限差分模型 |
| 2.4.1 有限差分法 |
| 2.4.2 有限差分方程的数学基础 |
| 2.4.3 带钢有限差分温降模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 GA优化神经网络算法理论基础和研究现状 |
| 3.1 BP神经网络及其优化技术 |
| 3.1.1 BP神经网络 |
| 3.1.2 BP神经网络优化技术 |
| 3.2 遗传算法 |
| 3.2.1 智能优化算法简介 |
| 3.2.2 GA的基本原理 |
| 3.2.3 GA的理论研究及改进现状 |
| 3.2.4 遗传算法的应用概况 |
| 3.3 GA优化神经网络算法及研究现状 |
| 3.3.1 GA优化神经网络算法 |
| 3.3.2 GA优化神经网络算法的研究现状 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 REGA-CPA优化的带钢卷取温度预报模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 再进化遗传算法(REGA) |
| 4.2.1 种群个体在空间的分布表示 |
| 4.2.2 “优生”操作 |
| 4.2.3 “返祖”操作 |
| 4.2.4 包含“返祖”操作的GA模式定理 |
| 4.2.5 实现REGA的关键步骤 |
| 4.3 基于REGA的相关性剪枝算法(REGA-CPA) |
| 4.3.1 神经网络的相关性剪枝算法 |
| 4.3.2 REGA-CPA |
| 4.4 BP神经网络的卷取温度预报模型 |
| 4.4.1 BP神经网络结构设计方案 |
| 4.4.2 BP神经网络卷取温度预报模型的实现 |
| 4.4.3 “随机动态输入模式”温度模型的在线应用 |
| 4.5 仿真实验及性能分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于TMOGA的层流冷却系统粗调区多目标优化控制策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 算法基于层流冷却系统多目标优化问题的数学描述 |
| 5.3 Pareto前沿面特性分析 |
| 5.4 基于优化的多目标函数设计 |
| 5.4.1 基于热传导方程的目标优化卷取温度函数地f_1(a) |
| 5.4.2 基于给定冷却速率目标优化函数f_2(a) |
| 5.4.3 基于优化的多目标函数F(a) |
| 5.5 基于TMOGA搜索集管最佳开闭模式的关键思路 |
| 5.5.1 初始化种群 |
| 5.5.2 基因库的建立 |
| 5.5.3 基于基因库的较优基因段(较优模式)的提取 |
| 5.5.4 转基因操作 |
| 5.5.5 基因库的竞争机制 |
| 5.5.6 较优基因段的随机抽取模式 |
| 5.5.7 基因库的记忆功能 |
| 5.5.8 基于决策变量的拥挤距离策略 |
| 5.6 基于转基因多目标遗传算法(TMOGA)的实现 |
| 5.7 基于TMOGA的层流冷却系统粗调区优化控制策略 |
| 5.7.1 前馈控制 |
| 5.7.2 从Pareto最优解集获取粗调区集管最佳开闭模式的规则 |
| 5.7.3 带钢的分段控制 |
| 5.7.4 反馈控制 |
| 5.7.5 带钢头尾的自适应控制 |
| 5.7.6 约束表达式 |
| 5.8 仿真实验和性能分析 |
| 5.9 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 某钢厂带钢热连轧生产线实时数据 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于超快速冷却的热轧带钢轧后冷却控制系统与策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 |
| 1.2 热轧带钢轧后冷却技术概述 |
| 1.2.1 轧后冷却装备发展概况 |
| 1.2.2 轧后冷却模型研究综述 |
| 1.3 技术开发难点 |
| 1.3.1 基于超快冷的多目标温度计算模型 |
| 1.3.2 冷却介质高精度控制 |
| 1.3.3 多目标精度控制 |
| 1.3.4 速度时变性对温度控制影响 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于超快冷的轧后控制冷却系统 |
| 2.1 基于超快冷的轧后冷却工艺 |
| 2.2 超快冷与层流冷却无缝衔接技术研究 |
| 2.2.1 系统衔接方式 |
| 2.2.2 柔性化冷却模式 |
| 2.3 多目标控制系统结构 |
| 2.3.1 多级控制系统 |
| 2.3.2 控制时序流程 |
| 2.4 系统控制功能 |
| 2.4.1 数据管理 |
| 2.4.2 物料跟踪管理 |
| 2.4.3 模型设定计算 |
| 2.4.4 速度在线循环修正计算 |
| 2.4.5 温度反馈计算 |
| 2.4.6 自学习计算 |
| 2.4.7 冷却介质的精度控制 |
| 2.4.8 系统监控与维护 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高精度轧后冷却数学模型的建立 |
| 3.1 轧后冷却温度计算模型的建立 |
| 3.1.1 轧后冷却换热过程分析 |
| 3.1.2 空冷温度计算模型 |
| 3.1.3 水冷温度计算模型 |
| 3.2 轧后冷却换热系数模型的建立 |
| 3.2.1 空冷换热系数模型 |
| 3.2.2 水冷换热系数模型 |
| 3.3 换热系数自适应模型的研究 |
| 3.3.1 换热系数自适应 |
| 3.3.2 换热系数自适应模型的建立 |
| 3.3.3 换热系数自适应的优化处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 冷却介质高精度控制策略研究 |
| 4.1 水系统稳定性研究 |
| 4.1.1 供水系统稳定性 |
| 4.1.2 轧线系统与泵站供水系统解耦控制 |
| 4.2 冷却介质压力的精度控制策略研究 |
| 4.2.1 压力的专家PID控制策略 |
| 4.2.2 组合控制策略研究 |
| 4.3 冷却介质流量的精度控制策略 |
| 4.3.1 冷却集管流量特性研究 |
| 4.3.2 冷却介质流量的PID控制算法 |
| 4.3.3 PID参数的模糊自整定算法 |
| 4.4 冷却介质的解耦控制研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 超快冷条件下多目标温度控制策略 |
| 5.1 UFCT与CT解耦控制策略研究 |
| 5.2 超快冷温度精度控制研究 |
| 5.2.1 多元化计算策略 |
| 5.2.2 超快冷温度精度控制策略 |
| 5.2.3 超快速冷却过程温度分析 |
| 5.3 卷取温度精度控制研究 |
| 5.3.1 温度计算补偿策略 |
| 5.3.2 温度的PID反馈控制算法 |
| 5.3.3 具有滞后补偿的反馈控制研究 |
| 5.4 多目标温度自学习控制策略研究 |
| 5.4.1 长度方向均匀性控制策略 |
| 5.4.2 自学习控制策略的实现 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 升速轧制下温度高精度控制策略研究 |
| 6.1 速度变化对轧后冷却温度影响 |
| 6.1.1 速度变化对换热系数的影响 |
| 6.1.2 速度变化对冷却时间的影响 |
| 6.2 TVD曲线特征的研究 |
| 6.2.1 典型TVD曲线的计算 |
| 6.2.2 短坯TVD曲线特征 |
| 6.2.3 长坯TVD曲线特征 |
| 6.3 TVD曲线计算算法研究 |
| 6.3.1 TVD曲线计算算法 |
| 6.3.2 样本速度曲线计算策略 |
| 6.4 温度在线循环修正策略研究 |
| 6.4.1 在线循环修正策略研究 |
| 6.4.2 修正策略在线应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 轧后多目标冷却控制系统工业应用 |
| 7.1 多目标冷却控制系统应用 |
| 7.2 冷却介质精度控制应用 |
| 7.2.1 冷却介质压力精度控制应用 |
| 7.2.2 冷却介质流量精度控制应用 |
| 7.3 样本速度计算的应用 |
| 7.4 灵活的控制策略 |
| 7.5 控制系统的在线应用 |
| 7.5.1 冷却工艺温度控制精度 |
| 7.5.2 低合金普碳钢应用 |
| 7.5.3 低合金管线钢应用 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）热轧带钢层流冷却离线模拟设计软件（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题研究目的和意义 |
| 1.2 控制冷却的原理 |
| 1.3 控制冷却的发展与现状 |
| 1.3.1 国外控制冷却发展与现状 |
| 1.3.2 国内控制冷却发展与现状 |
| 1.4 控制冷却的方式及设备 |
| 1.4.1 集管层流冷却 |
| 1.4.2 水幕层流冷却 |
| 1.4.3 水气喷雾冷却 |
| 1.4.4 加密冷却 |
| 1.4.5 超快速冷却 |
| 1.5 控制冷却系统及冷却策略 |
| 1.5.1 控制系统概述 |
| 1.5.2 控制冷却策略 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 层流冷却温降模型的建立 |
| 2.1 温降模型研究现状 |
| 2.2 传热学基本理论 |
| 2.2.1 导热 |
| 2.2.2 对流 |
| 2.2.3 辐射换热 |
| 2.3 有限差分温降模型 |
| 2.3.1 有限差分类型选定 |
| 2.3.2 有限差分模型建立 |
| 2.3.3 初始条件 |
| 2.3.4 边界条件 |
| 2.4 换热系数 |
| 2.4.1 空冷换热系数 |
| 2.4.2 水冷换热系数 |
| 2.5 温降模型参数确定 |
| 2.5.1 比热 |
| 2.5.2 热传导率 |
| 2.5.3 相变潜热 |
| 2.5.4 时间步长和空间步长 |
| 2.6 系数自学习优化 |
| 2.6.1 自学习方法选定 |
| 2.6.2 空冷换热系数优化 |
| 2.6.3 水冷换热系数优化 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 层流冷却数值模拟及结果分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 冷却过程数值模拟 |
| 3.2.1 层流冷却设备参数 |
| 3.2.2 冷却模拟结果比对 |
| 3.3 模拟结果分析 |
| 3.3.1 带钢厚度对冷却温度影响 |
| 3.3.2 带钢速度对冷却温度影响 |
| 3.3.3 水流密度对冷却温度影响 |
| 3.3.4 冷却水温对冷却温度影响 |
| 3.4 层流冷却温度均匀性控制 |
| 3.4.1 冷却方式 |
| 3.4.2 头尾温度控制 |
| 3.4.3 侧喷集管布置 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 软件设计及应用实例 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 软件总体设计 |
| 4.2.1 软件应用范围 |
| 4.2.2 软件结构设计 |
| 4.2.3 软件数据库设计 |
| 4.2.4 软件接口设计 |
| 4.3 冷却线设计实例 |
| 4.3.1 普通层流冷却线设计实例 |
| 4.3.2 加密型冷却线设计实例 |
| 4.3.3 超快速冷却线设计实例 |
| 4.4 温降过程模拟实例 |
| 4.4.1 普通层流冷却线带钢温降过程模拟实例 |
| 4.4.2 加密型冷却线带钢温降过程模拟实例 |
| 4.4.3 超快速冷却线带钢温降过程模拟实例 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）中厚板辊式淬火机冷却过程数学模型的研究及控制系统的建立（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.1.1 国外中厚板热处理行业现状 |
| 1.1.2 国内中厚板热处理行业现状及存在问题 |
| 1.2 中厚板淬火设备及工艺技术的发展 |
| 1.2.1 中厚板淬火设备的发展 |
| 1.2.1.1 国外辊式淬火机介绍 |
| 1.2.1.2 国内辊式淬火机的发展 |
| 1.2.2 中厚板淬火工艺技术的发展 |
| 1.2.2.1 冷却介质和冷却方式的发展 |
| 1.2.2.2 淬火工艺自动化的发展 |
| 1.2.2.3 淬火过程数值模拟的发展 |
| 1.3 中厚板淬火技术存在的问题 |
| 1.3.1 淬火过程自动控制 |
| 1.3.2 淬火过程数学模型精度 |
| 1.3.2.1 与温度有关的非线性参数计算 |
| 1.3.2.2 淬火过程参数测量 |
| 1.3.3 淬火机喷水系统精确控制 |
| 1.3.4 淬火过程模拟 |
| 1.4 本文研究的背景、目的及主要内容 |
| 1.4.1 本文研究背景及目的 |
| 1.4.2 本文研究主要内容 |
| 第2章 以射流冲击换热为主的水冷模型的建立 |
| 2.1 高效喷水系统喷水规律及参数计算 |
| 2.1.1 辊式淬火机基本喷水规律 |
| 2.1.2 淬火机供水模型的建立 |
| 2.1.2.1 供水管路水力模型 |
| 2.1.2.2 供水管路水锤现象分析 |
| 2.1.3 水元法计算射流出流参数 |
| 2.2 冲击射流强化换热机理 |
| 2.3 冲击射流传热特性 |
| 2.3.1 Re及Pr计算 |
| 2.3.2 Nu计算及射流换热特性分析 |
| 2.4 射流冲击综合换热系数模型的建立 |
| 2.4.1 基于Nu分布的局部换热系数建模 |
| 2.4.2 基于反传热法的综合换热系数建模 |
| 2.4.2.1 淬火机各冷却段温降测定 |
| 2.4.2.2 综合换热系数影响因素分析 |
| 2.4.2.3 综合换热系数模型最终形式 |
| 2.5 射流冲击换热模型的建立 |
| 2.5.1 导热方程及边界条件 |
| 2.5.2 有限元模型与求解方法 |
| 2.5.2.1 二维有限单元模型 |
| 2.5.2.2 有限单元网格划分 |
| 2.5.2.3 时间步长确定 |
| 2.5.3 相变潜热处理 |
| 2.5.4 水冷冷却策略的制定 |
| 2.6 模型计算精度影响因素研究 |
| 2.6.1 氧化铁皮对钢板表面换热的影响 |
| 2.6.2 热物性参数模型的建立 |
| 2.6.2.1 钢种分类 |
| 2.6.2.2 热物性参数计算模型的建立 |
| 2.7 射流冲击换热模型的应用 |
| 2.7.1 模型实验室验证 |
| 2.7.2 现场测试验证 |
| 2.7.3 生产现场应用情况 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 汽雾冷却两相参数计算及换热模型建立 |
| 3.1 汽雾冷却系统概述 |
| 3.2 气液两相流耦合计算模型 |
| 3.2.1 气相分布规律及参数计算 |
| 3.2.1.1 气体管内流动基本规律 |
| 3.2.1.2 管内流速变化影响因素 |
| 3.2.1.3 供气管路压力计算 |
| 3.2.1.4 喷嘴气体出流计算 |
| 3.2.2 液相参数计算关联式 |
| 3.2.3 气液两相耦合计算 |
| 3.2.3.1 喷射角影响因素分析及计算模型建立 |
| 3.2.3.2 二级参数计算模型 |
| 3.3 基于大容器膜态沸腾的汽雾冷却换热机理研究 |
| 3.4 汽雾冷却综合换热系数模型建立 |
| 3.4.1 钢板表面气液膜厚度计算 |
| 3.4.2 汽雾冷却综合换热系数理论修正计算 |
| 3.4.3 汽雾冷却综合换热系数分布规律 |
| 3.5 汽雾冷却温降模型的建立 |
| 3.5.1 汽雾冷却策略 |
| 3.5.2 汽雾冷却温降模型的应用 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 空冷室强制风冷换热模型及空冷温度模型的建立 |
| 4.1 强制风冷技术简介 |
| 4.1.1 气体射流冲击技术概述 |
| 4.1.2 空冷室强制风冷系统概述 |
| 4.2 空冷室高速射流供风系统参数计算 |
| 4.2.1 强制风冷过程离散化分析 |
| 4.2.2 供风参数初始化计算 |
| 4.2.3 气体喷射温度计算 |
| 4.3 气体射流冲击换热系数的研究 |
| 4.3.1 Nu分布规律及对流换热系数理论计算 |
| 4.3.1.1 单喷嘴射流冲击换热实验结果及分析 |
| 4.3.1.2 多喷嘴射流冲击换热研究 |
| 4.3.2 集总参数法计算对流换热系数 |
| 4.3.2.1 集总参数法适用条件 |
| 4.3.2.2 对流换热系数经验模型的建立 |
| 4.3.2.3 变量处理 |
| 4.4 空冷室强制风冷换热模型的建立及应用 |
| 4.4.1 换热模型的建立 |
| 4.4.2 换热模型应用情况 |
| 4.5 空冷过程传热方式及传热特性 |
| 4.5.1 非接触空冷温降模型 |
| 4.5.2 对流换热系数计算方法 |
| 4.5.2.1 辐射换热系数替代法 |
| 4.5.2.2 热边界层法 |
| 4.5.3 辐射及对流换热影响因子 |
| 4.5.4 基于半无限体非稳态导热的接触空冷温降模型 |
| 4.6 空冷温降模型的应用 |
| 4.6.1 汽雾冷却前空冷温降计算 |
| 4.6.2 亚共析钢淬前空冷参数计算 |
| 4.6.2.1 模型的建立 |
| 4.6.2.2 模型验证及应用 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 典型钢种淬透层深度预测及固溶处理性能研究 |
| 5.1 中厚板淬透层深度定义 |
| 5.2 中低碳钢淬火过程组织演变规律 |
| 5.3 基于修正GROSSMANN法的中低碳钢淬透性预测模型 |
| 5.3.1 淬透性预测模型的建立 |
| 5.3.1.1 原始模型描述 |
| 5.3.1.2 基本临界直径的修正 |
| 5.3.1.3 单一合金元素的影响 |
| 5.3.1.4 合金元素交互作用影响 |
| 5.3.2 淬透性预测模型的验证 |
| 5.4 淬火临界冷却速率模型 |
| 5.4.1 基于CCT曲线的冷却速率计算 |
| 5.4.1.1 修正Maynier法 |
| 5.4.1.2 Eldis法 |
| 5.4.2 等温曲线法 |
| 5.4.3 临界冷却速率计算模型验证 |
| 5.5 辊式淬火机淬后淬透层深度计算 |
| 5.6 奥氏体不锈钢固溶处理性能影响因素研究 |
| 5.6.1 碳化物析出影响因素 |
| 5.6.1.1 化学成分对碳化物析出的影响 |
| 5.6.1.2 临界冷速对碳化物析出的影响 |
| 5.6.2 奥氏体不锈钢固溶处理对晶间腐蚀的影响 |
| 5.6.2.1 奥氏体不锈钢晶间腐蚀机理及合金元素的影响 |
| 5.6.2.2 加热温度及加热时间对晶间腐蚀的影响 |
| 5.6.2.3 冷却速率对晶间腐蚀的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 中厚板辊式淬火机自动控制系统的建立 |
| 6.1 淬火机控制系统的构成 |
| 6.2 基于FUZZY-PID的淬火机喷水精确控制 |
| 6.2.1 淬火机PLC系统功能概述 |
| 6.2.2 现有系统传递函数计算 |
| 6.2.3 淬火机水量Fuzzy-PID控制 |
| 6.2.3.1 水量PID控制算法 |
| 6.2.3.2 水量模糊控制策略 |
| 6.3 自动淬火功能的实现 |
| 6.3.1 数据传递及功能触发的自动实现 |
| 6.3.1.1 淬火机自动通讯功能 |
| 6.3.1.2 淬火机精确跟踪功能 |
| 6.3.2 数据存取与自动收发功能的实现 |
| 6.4 淬火机过程控制系统的设计与实现 |
| 6.4.1 过程控制系统概述 |
| 6.4.2 过程控制系统结构 |
| 6.4.2.1 各模块函数构成 |
| 6.4.2.2 系统层次及功能分配 |
| 6.4.3 过程控制系统功能设计及实现 |
| 6.4.3.1 规程设定计算及在线修正功能 |
| 6.4.3.2 过程控制系统自学习 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 中厚板辊式淬火机模型及控制系统应用 |
| 7.1 RAL中厚板辊式淬火机设备技术参数 |
| 7.2 模型及控制系统实际使用效果 |
| 7.2.1 模型及控制系统考核结果 |
| 7.2.2 淬后钢板板型控制效果 |
| 7.2.3 淬火过程钢板温度控制效果 |
| 7.2.3.1 温度均匀性控制效果 |
| 7.2.3.2 温度模型计算精度 |
| 7.2.4 钢板淬后组织性能控制效果 |
| 7.2.4.1 性能测试结果 |
| 7.2.4.2 组织分析 |
| 7.3 中厚板辊式淬火机过程控制系统界面 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 附图及附表 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间完成的工作 |
| 作者从事科学研究和学习经历的简介 |
（9）热轧带钢超快速冷却控制系统的开发与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 热轧带钢控制冷却技术的发展概况 |
| 1.2.1 控制冷却设备发展 |
| 1.2.2 控制冷却方式的发展 |
| 1.3 超快速冷却原理 |
| 1.3.1 传统TMCP技术思想 |
| 1.3.1.1 控制轧制的核心思想 |
| 1.3.1.2 控制冷却的核心思想 |
| 1.3.2 新一代TMCP技术思想 |
| 1.3.2.1 传统TMCP技术存在着两点不足 |
| 1.3.2.2 UFC-TMCP的中心思想 |
| 1.3.3 传统TMCP和新一代TMCP技术思想对比 |
| 1.4 模糊智能技术概述 |
| 1.4.1 模糊控制的提出 |
| 1.4.2 模糊控制的特点 |
| 1.4.3 模糊技术在超快速冷却控制中应用的必要性 |
| 1.5 本文研究的目的及内容 |
| 第2章 超快速冷却设备及控制系统 |
| 2.1 超快速冷却区冷却设备及仪表 |
| 2.1.1 超快速冷却技术参数 |
| 2.1.2 超快速冷却设备 |
| 2.1.2.1 变频增压泵 |
| 2.1.2.2 上下喷嘴装置 |
| 2.1.2.3 上喷嘴液压倾翻机构 |
| 2.1.2.4 侧挡板装置 |
| 2.1.2.5 气源干燥装置 |
| 2.1.2.6 防撞梁 |
| 2.1.3 超快速冷却系统主要仪表和执行器 |
| 2.2 超快速冷却系统硬件配置 |
| 2.3 超快速冷却系统功能及实现 |
| 2.3.1 软件功能概述 |
| 2.3.1.1 数据采集和处理 |
| 2.3.1.2 超快速冷却区域带钢微跟踪 |
| 2.3.1.3 热头热尾功能 |
| 2.3.1.4 保护水功能 |
| 2.3.1.5 上集管架倾翻控制 |
| 2.3.1.6 侧喷控制 |
| 2.3.1.7 模拟轧制功能 |
| 2.3.1.8 变频器控制 |
| 2.3.2 自动功能时序 |
| 2.3.3 通讯 |
| 2.3.3.1 与其他区域的以太网通讯 |
| 2.3.3.2 与变频器的DP网通讯 |
| 2.3.4 控制功能的软件实现 |
| 2.3.4.1 编程软件简介 |
| 2.3.4.2 程序实现 |
| 2.4 人机界面 |
| 2.4.1 监控软件介绍 |
| 2.4.2 监控系统功能 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超快冷出口温度控制策略 |
| 3.1 速度前馈 |
| 3.1.1 速度前馈控制策略 |
| 3.1.2 前馈控制模型 |
| 3.2 Simth模糊自适应PI反馈控制 |
| 3.2.1 引言 |
| 3.2.2 超快冷出口温度模糊控制器 |
| 3.2.2.1 模糊控制器概述 |
| 3.2.2.2 超快冷出口温度模糊控制器的离线部分设计 |
| 3.2.2.3 超快冷出口温度模糊控制器的在线部分计算 |
| 3.2.3 热连轧超快速冷却纯滞后补偿 |
| 3.2.3.1 纯滞后补偿原理 |
| 3.2.3.2 PI-Smith补偿器的显式推导 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 控制系统的仿真 |
| 4.1 仿真系统的设计 |
| 4.1.1 仿真环境 |
| 4.1.2 仿真系统的设计 |
| 4.1.2.1 定义输入输出变量 |
| 4.1.2.2 模糊规则的设计 |
| 4.2 系统的仿真研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 实际应用及效果分析 |
| 5.1 应用背景 |
| 5.2 前馈控制策略的应用 |
| 5.3 反馈控制策略的应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）加速冷却过程的模型预测控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪 论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 加速冷却过程概述 |
| 1.2.1 加速冷却过程工艺 |
| 1.2.2 加速冷却过程的应用现状 |
| 1.3 加速冷却过程模型与控制 |
| 1.3.1 加速冷却过程特点 |
| 1.3.2 加速冷却过程模型 |
| 1.3.3 加速冷却过程控制 |
| 1.3.4 存在的问题 |
| 1.4 模型预测控制 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第二章 加速冷却过程工艺及控制问题 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 加速冷却过程 |
| 2.2.1 工艺及装置 |
| 2.2.2 加速冷却过程模拟平台 |
| 2.3 控制目标 |
| 2.4 控制框架 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 模型参数预计算和后计算方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 模型参数预计算和后计算 |
| 3.3.1 板点热平衡模型 |
| 3.3.2 模型参数预计算方法 |
| 3.3.3 后计算方法 |
| 3.4 数值结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 附录 A:冷却过程动态模型理论基础 |
| 附录 B:物理模型的参数集总化 |
| 第四章 速度控制终冷温度的变时域预测控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 控制问题描述 |
| 4.3 现有加速冷却过程控制方法 |
| 4.3.1 预计算 |
| 4.3.2 板速优化器 |
| 4.4 基于变时域 MPC 的动态控制方法 |
| 4.4.1 控制问题转化及控制框架 |
| 4.4.2 预计算 |
| 4.4.3 变时域 MPC |
| 4.5 数值结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 附录 A:问题(4-21)的二次优化问题推导 |
| 第五章 流量控制冷却曲线的模型预测控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 控制问题描述 |
| 5.3 装置热平衡方程 |
| 5.4 基于优化目标再计算的模型预测控制 |
| 5.4.1 子系统优化目标再计算 |
| 5.4.2 子系统状态空间模型 |
| 5.4.3 扩展 Kalman 全局观测器 |
| 5.4.4 局部预测控制器 |
| 5.4.5 局部状态预估器 |
| 5.4.6 局部控制器迭代求解算法 |
| 5.5 数值结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 生产全过程系统的分布式模型预测控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 加速冷却全过程优化问题 |
| 6.3 生产全过程的分布式预测控制 |
| 6.3.1 局部控制器设计 |
| 6.3.2 局部控制器求解 |
| 6.3.3 稳定性分析 |
| 6.3.4 控制性能分析 |
| 6.4 数值结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的主要学术成果 |
四、基于水幕冷却流量过程的模糊建模与控制（论文参考文献）
- [1]多功能热轧实验机组的开发与应用[D]. 高扬. 东北大学, 2018(01)
- [2]超快冷条件下热轧板带钢轧后冷却控制方法研究与应用[D]. 李旭东. 东北大学, 2017(06)
- [3]压缩空气节能安定系统的控制与优化[D]. 徐宁. 东北大学, 2017(06)
- [4]高效精密绿色数控电火花成型关键技术研究及应用[D]. 陈健. 浙江大学, 2016(06)
- [5]带钢卷取温度高精度预报及多目标优化控制策略研究[D]. 孙铁军. 北京科技大学, 2016(08)
- [6]基于超快速冷却的热轧带钢轧后冷却控制系统与策略研究[D]. 李振垒. 东北大学, 2014(07)
- [7]热轧带钢层流冷却离线模拟设计软件[D]. 佟瑞乐. 燕山大学, 2012(05)
- [8]中厚板辊式淬火机冷却过程数学模型的研究及控制系统的建立[D]. 付天亮. 东北大学, 2010(07)
- [9]热轧带钢超快速冷却控制系统的开发与应用[D]. 姬亚锋. 东北大学, 2010(04)
- [10]加速冷却过程的模型预测控制[D]. 郑毅. 上海交通大学, 2010(10)