【摘 要】
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加热炉是将板坯加温至加工温度的装置,是工业加工生产流程中必不可少的设备,提高加热炉稳定性以提高生产安全性对整个钢铁工业具有重要意义.加热炉温控系统控制加热炉温度使板坯达到预定加热温度,满足后续生产的要求,温控系统性能直接影响着板坯的质量及能源的损耗.在实际生产过程中加工时长并不是在无限时域内,所以相较于渐近稳定有限时间稳定（Finite-Time Stability,FTS）在实际工业生产中具有实
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加热炉是将板坯加温至加工温度的装置,是工业加工生产流程中必不可少的设备,提高加热炉稳定性以提高生产安全性对整个钢铁工业具有重要意义.加热炉温控系统控制加热炉温度使板坯达到预定加热温度,满足后续生产的要求,温控系统性能直接影响着板坯的质量及能源的损耗.在实际生产过程中加工时长并不是在无限时域内,所以相较于渐近稳定有限时间稳定（Finite-Time Stability,FTS）在实际工业生产中具有实用价值.若系统状态能在限定时域内到达平衡点,则称该系统是FTS.有限时间控制是指通过设计FTS控制器使系统为FTS.FTS系统准确度更高、收敛时间更短、耗能更少.所以本文对加热炉温控系统的限时间控制问题进行研究.首先,设计加热炉温控系统FTS控制器时使用齐次方法的同时使用Lyapunov有限时间稳定定理,在FTS控制器的控制下使加热炉温控系统关于扩张向量的齐次度为负值,同时在该FTS控制器的控制下为渐近稳定则加热炉温控系统为FTS;其次,根据加幂积分方法可控制复杂系统的特点推导出温控系统加幂积分FTS控制器的算法,通过在虚拟控制器中加入一个附加项加快其收敛速度,根据扩展Lyapunov有限时间稳定定理为改善加幂积分FTS控制器参数繁杂缺陷而设计参数简化FTS控制器;最后,使用终端滑模方法研究温控系统FTS控制器,使加热炉温控系统为FTS.使用以上方法对温控系统进行控制使其在有限时间内稳定,可预防板坯分解、加热炉爆炸、炉管内壁结焦、炉管部分烧穿等危险,保证加热炉安全、平稳、高效运行,促使板坯内部晶粒组织充分奥氏体化以保证产品的质量,减少结焦以增加加热炉使用寿命,使后续的轧制过程顺利进行.
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