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中厚板加速冷却离线仿真与学习系统的研究与应用

作　者: 朱雷
导　师: 陈雪波；于政军
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 中厚板加速冷却仿真离线学习系统温度补偿
分类号: TG335.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

中厚板是钢铁工业不可缺少的重要钢材品种,钢材的轧后加速冷却技术则是提高中厚板质量的重要工艺方法。但中厚板加速冷却过程复杂,很难建立精确的数学模型。一旦模型出现偏差后,仅靠模型自身的自学习修偏往往很难在短时间内满足生产要求。本文针对这点以鞍钢鲅鱼圈中厚板厂加速冷却项目建设为背景,建立了中厚板加速冷却离线仿真与学习系统,用于生产现场的仿真模拟并对温度场模型参数修偏提供决策依据;还对温度场模型进行温度补偿修正,使其可以成功应用于实际生产,实现钢板出水温度和返红温度的高精度控制要求。实际应用结果表明该系统可以有效的应用于温度场模型修偏。本文主要的研究内容和工作成果如下:1、阅读了大量国内外有关中厚板加速冷却的资料,阐述了传统温度场模型自学习修偏的特点与不足,并提出了改进方法。2、基于传热学基本理论,建立一维钢板温度场数学模型,并在此基础上根据现场生产实际情况建立中厚板加速冷却过程控制仿真系统。3、在专家系统理论基础上建立离线学习系统,以知识库为基础,运用图形拟合技术为模型偏差判断提供决策依据;并针对现场实际生产情况提出钢板温度场偏差补偿修正的方法,最大限度的提高冷却命中率。4、结合中厚板生产的实际情况,采用面向对象用例驱动设计方法,编写离线学习系统设计文档,并用C#编程实现该系统。5、应用结果验证本系统运行可靠,具有可操作性并且运行良好,可用于现场实践。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-19
  1.1 课题来源与研究背景  9-10
  1.2 加速冷却过程控制的难点  10-12
  1.3 传统过程控制模型修偏方法  12-17
    1.3.1 自学习系统概述  12-15
    1.3.2 短期自学习  15-16
    1.3.3 长期自学习  16-17
  1.4 传统模型修偏方法存在的问题及改进办法  17-18
  1.5 本文主要工作  18-19
第二章中厚板加速冷却过程控制仿真系统  19-33
  2.1 钢板温度场热力学模型  19-22
  2.2 钢板温度场模型离散化处理  22-27
  2.3 边界条件选取  27-29
    2.3.1 轧后空冷区和返红区边界条件选取  28
    2.3.2 水冷区边界条件选取  28
    2.3.3 水冷换热系数选取  28-29
  2.4 中厚板加速冷却过程仿真系统  29-32
    2.4.1 仿真系统组成及功能  29-31
    2.4.2 仿真系统工作过程  31-32
    2.4.3 仿真系统的作用  32
  2.5 本章小结  32-33
第三章离线学习系统理论基础  33-47
  3.1 离线学习系统概述  33-34
  3.2 专家系统的基本知识  34-39
    3.2.1 专家系统的概念  34
    3.2.2 专家系统的特点  34-35
    3.2.3 专家系统的组成  35-37
    3.2.4 专家系统的设计结构  37-39
  3.3 知识库设计  39-42
    3.3.1 知识库数据获取  40
    3.3.2 事实库知识  40-41
    3.3.3 规则库知识  41-42
  3.4 推理机设计  42-45
    3.4.1 推理机辅助决策  42-43
    3.4.2 推理机温度补偿修正  43-45
  3.5 用户接口  45-46
  3.6 本章小结  46-47
第四章离线学习系统程序设计  47-66
  4.1 面向对象UML 建模语言  47-48
  4.2 离线学习系统程序用例设计  48-53
    4.2.1 离线学习系统温度场模型计算精度显示用例描述  48-50
    4.2.2 离线学习系统模型优化用例描述  50-53
  4.3 离线学习系统对象模型设计  53-55
    4.3.1 对象类初选原则  53-54
    4.3.2 接口类对应的对象类初选  54
    4.3.3 实体类对应的对象类初选  54
    4.3.4 协调类对应的对象类初选  54-55
  4.4 基于用例实现的（控制）对象类定义  55-62
    4.4.1 基于用例实现的对象类之间关系  55
    4.4.2 基于用例实现的对象类定义  55-62
  4.5 基于对象类的离线学习系统的用例实现  62-65
    4.5.1 温度场模型工作精度显示”控制用例实现  62-63
    4.5.2 “优化设定模型参数修正”控制用例实现  63-65
  4.6 本章小结  65-66
第五章加速冷却离线学习系统实现  66-76
  5.1 离线学习系统配置介绍  66
  5.2 系统服务器  66-72
    5.2.1 离线学习系统程序  67-68
    5.2.2 WINCC_OPCServer/数据库系统程序  68-71
    5.2.3 用户接口  71-72
  5.3 系统应用效果  72-75
    5.3.1 仿真系统应用效果  73-74
    5.3.2 返红温度补偿应用效果  74-75
  5.3 本章小结  75-76
第六章总结与展望  76-77
  6.1 本文总结  76
  6.2 展望  76-77
参考文献  77-81
致谢  81

中厚板加速冷却离线仿真与学习系统的研究与应用

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