论文部分内容阅读
目前我国是世界上最大的硬质合金生产与消费国,但国内优质硬质合金生产所需的烧结炉主要依赖进口,而国外设备公司对关键技术的保密以及过高的设备价位,严重制约着我国硬质合金工业的发展。因此,自主研制高性能的烧结炉设备及相配套的先进控制系统,对提高我国硬质合金产品品质、提升国际竞争力和实现节能降耗目标具有重要的应用价值。硬质合金烧结是硬质合金生产的关键工序,烧结温度控制的精确度决定着硬质合金产品的品质,真空烧结炉是硬质合金烧结的关键设备。针对真空烧结炉烧结加热过程具有迟滞性、大惯性、非线性和被控对象具有时变性(每次烧结装料的重量、产品的尺寸及烧结的的工艺随机变化)等特性,采用传统的控制方法难以满足优质硬质合金产品生产的要求。在参与株洲硬质合金集团有限公司‘DMK-240真空烧结炉控制系统研发’项口开发和调试的基础上,以温度为主要被控参数,对被控对象的数学模型进行了研究,并通过开环实验,测量多个温度点的阶跃响应飞升曲线数据,运用阶跃响应法系统辨识获得被控对象近似数学模型的参数范围(全局范围参数变化大,局部范围参数变化小)。为达到最优控制效果,提出了采用具有分段逼近或局部泛化能力的控制算法对温度实施控制,通过对基于被控对象的模糊小脑模型神经网络(FCMAC)及算法的研究,设计了基于FCMAC与PID的复合温度控制器。最后利月(?)MATLAB软件进行了系统仿真,仿真结果表明基于FCMAC与PID的复合温度控制器在抑制超调量、响应速度、稳定性方面均优于传统的PID控制器。通过对真空烧结炉设备和烧结工艺的深入研究,在从瑞典山特维克集团引进的DMK-240真空烧结炉炉体设备基础上,设计出了基于PLC主控制器和工控机组态监控的控制系统。经过某生产车间近两年的生产运行,从工业过程数据库中截取部分历史工艺曲线及数据进行分析。结果表明基于FCMAC与PID的复合温度控制器应用于DMK-240真空烧结炉温度控制中,其控制精度高、稳定性能好,能很好地满足现代硬质合金真空烧结炉的温度控制工艺要求。