基于迭代學習控制的鋼管感應加熱溫度控制研究.pdf

1、感應加熱技術基于電磁感應原理，利用渦流效應在工件內部生成熱源對工件進行加熱，它具有效率高、清潔和加熱速度快等特點，已經(jīng)成為金屬熱處理工藝中的主要加熱技術。目前我國中頻電源設備在大功率、可靠性等方面已經(jīng)與國際頂尖水平比較接近，而在加熱工件高精度溫度控制技術方面，與國際頂尖水平相比還有較大差距，控溫技術的落后，導致工件成品的質量不高，這一點在高端鍛件、熱連軋生產(chǎn)中顯得尤為突出。
　　本文重點研究的是穿透式鋼管感應加熱過程的溫度控制問題

2、，具體是針對某新材料廠鋼管表面涂覆工藝要求，利用感應加熱技術將鋼管加熱到900℃左右，從而讓防腐材料粘結在鋼管表面。本文主要研究工作和成果如下：
　?。?）感應加熱機理建模：將鋼管分段分層，劃分成更小的圓環(huán)單元，將渦流作為鋼管的內熱源，對鋼管進行熱力學建模，主要考慮熱傳導作用，將熱輻射作為擾動。以電源功率為輸入、鋼管各段表面溫度為輸出，推導了系統(tǒng)的狀態(tài)方程。結果顯示，該系統(tǒng)可簡化為線性時變系統(tǒng)，其中只有輸入矩陣是時變的。
　

3、?。?）模型整定與驗證：通過具體實驗對模型中的相關參數(shù)進行整定，將仿真結果與實際結果對比，表明該模型精度較高，為后續(xù)控制方案提供可靠基礎。
　?。?）迭代學習控制方法研究：鑒于鋼管涂覆工藝感應加熱過程具有重復性，而且只有終端溫度可測的特殊工況，本文首次將迭代學習控制引入到感應加熱溫控當中。研究了二次型優(yōu)化性能指標的端部迭代學習控制算法在無約束條件和有約束條件下的處理方式。鑒于可變目標溫度的需求，進一步提出了一種改進的迭代學習算法，