底吹氩过程BP神经网络PID控制供气系统水模实验工艺优化硕士论文.doc

精炼炉底吹氩过程神经网络PID控制与优化研究计算机应用技术， 2011， 硕士【摘要】 底吹氩技术是精炼炉进行二次精炼的一项重要技术,对提高钢材的质量具有重要的意义。目前国内的底吹氩基本都是手动操作,工人凭借工作经验来控制流量,这样就增加了失误率并且降低了工作效率。这种落后的监控和管理机制远不能适应生产和科技发展的要求。随着智能控制的迅速发展,实时控制与工艺优化成为当今底吹氩技术发展的趋势。本文首先介绍了论文的选题背景、底吹氩技术的国内外发展现状,对精炼炉底吹氩过程的工艺、原理、以及功能进行了概述。在此基础上对底吹氩供气系统进行分析,建立了底吹氩供气系统的数学模型。对精炼炉底吹氩供气系统的控制方法进行了研究。考虑到现场许多的干扰因素,底吹氩供气系统模型不易精确确定,对精炼炉底吹氩系统的BP神经网络PID控制方法进行了研究。本文利用MATLAB软件对所建立的模型进行了仿真研究和分析,将BP神经网络PID控制方法应用于底吹氩供气系统。在VC+6.0的环境下,利用C+语言设计了一套精炼炉底吹氩供气系统,以保证氩气流量能够按照设定值平稳的吹入钢包。首先介绍了系统的硬件选型以及模拟钢包的设计。本系统具有良好的人机界面,主要包括流量的设定、实时数据的动态曲线显示、实时数据的保存等.更多还原【Abstract】 The bottom blowing argon technology is an important technology in refining furnace for the secondary refining. It has great significance to enhance the quality of steel. At present, the workers operate bottom blowing argon in our country, and manipulate the flow of argon gas through their experience. This increases ratio of lapsus and decreases work efficiency. The laggard monitor and control and management mechanism cant suit to the request of the yield and development of science and technolog.更多还原 【关键词】 底吹氩过程； BP神经网络PID控制； 供气系统； 水模实验； 工艺优化； 【Key words】 bottom blowing Argon process； BP neural network PID control； gas supply system； water-modeling； optimization； 摘要 4-5 Abstract 5 第1章 绪论 9-13 1.1 课题研究的背景和意义 9-10 1.2 国内外研究现状与分析 10-12 1.2.1 底吹氩技术国内外发展概况 10-11 1.2.2 神经网络的发展与现状 11-12 1.3 课题的主要研究内容 12 1.4 论文主要结构及安排 12-13 第2章 精炼炉底吹氩系统分析 13-23 2.1 精炼炉底吹氩工艺简介 13-14 2.1.1 精炼炉底吹氩原理 13 2.1.2 精炼炉底吹氩作用 13-14 2.1.3 精炼炉底吹氩优点 14 2.2 底吹氩系统的管路介绍 14-15 2.3 底吹氩系统被控对象分析 15-17 2.4 底吹氩系统的数学建模 17-21 2.4.1 相关概念 17-19 2.4.2 底吹氩系统机理建模 19-21 2.5 本章小结 21-23 第3章 精炼炉底吹氩控制方法研究 23-40 3.1 PID 控制器 23-26 3.1.1 PID 控制概述 23-24 3.1.2 PID 参数对系统的影响 24-25 3.1.3 PID 控制的局限 25-26 3.2 神经网络概述 26-27 3.3 BP 神经网络 27-33 3.3.1 BP 神经网络模型 28 3.3.2 BP 神经网络学习算法原理 28-30 3.3.3 BP 学习算法的步骤 30-31 3.3.4 BP 神经网络结构设计 31-32 3.3.5 BP 神经网络存在的问题 32 3.3.6 BP 算法的改进 32-33 3.4 神经网络PID 控制器设计 33-37 3.4.1 神经网络PID 的输入输出 34-35 3.4.2 神经网络PID 的权系数调整 35-37 3.5 仿真研究 37-39 3.6 本章小结 39-40 第4章 底吹氩供气系统的设计与实现 40-60 4.1 系统的硬件选择 40-42 4.2 系统软件开发工具 42-45 4.2.1 面向对象方法 42-44 4.2.2 Visual C+开发环境 44 4.2.3 SQL Server 2000 简介 44-45 4.3 硬件与软件的数据通信 45-51 4.3.1 通过板卡实现通信 45-47 4.3.2 通过串口实现通信 47-51 4.3.3 计时器触发机制 51 4.4 系统上层软件设计 51-57 4.4.1 神经网络PID 控制算法的实现 51-53 4.4.2 实时数据的动态显示 53-54 4.4.3 实时数据的动态保存 54-57 4.5 系统运行结果 57-59 4.6 本章小结 59-60 第5章 精炼炉底吹氩工艺优化研究 60-73 5.1 底吹氩工艺底吹位置优化 60-66 5.1.1 优化理论基础 60-61 5.1.2 吹气方案设计 61-62 5.1.3 吹气效果分析 62-66 5.1.