基于線性降階自抗擾控制技術的熱處理電阻爐控制方法
【專利摘要】本發明提出一種基于線性降階自抗擾控制技術的熱處理電阻爐實用控制方法，能夠提高熱處理電阻爐控制過程中輸出溫度的控制精度且能達到較好的節能降耗的效果。第一步：建立熱處理電阻爐控制模型；第二步：根據第一步中建立的控制模型，設計線性降階自抗擾控制器；第三步：借助飛升曲線確定電阻爐動態特性，提出以PID參數整定為基礎的自抗擾參數快速確定方法；第四步：提出在保留原有電阻爐PID控制儀表的基礎上，設計新控制系統電路及系統新控制柜，用工控機、觸摸屏、采集卡、不間斷電源等替代原有控制儀表，提高控制系統的智能化和快捷性。
【專利說明】基于線性降階自抗擾控制技術的熱處理電阻爐控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于熱處理電阻爐爐溫控制領域，涉及一種基于線性降階自抗擾控制技術的熱處理電阻爐爐溫控制方法，同時對傳統儀表控制進行了改進。
【背景技術】
[0002]金屬熱處理是工業領域、機械制造業等領域中，應用廣泛并且意義重大的一種基礎技術手段，也是很多生產工藝中不可或缺的一部分。熱處理電阻爐在金屬熱處理領域中使用十分普遍。電阻爐爐溫動態特性具有容積滯后大，溫度上升和下降呈嚴重不對稱以及對象的增益、容積滯后時間和純滯后時間都是與工作溫度有關的變參數。傳統的PID控制是靠控制目標與實際行為之間的誤差來確定消除此誤差的控制方法，這個特點使傳統的PID控制在抗干擾能力方面表現較差，不容易滿足高性能要求，在工業控制中通常表現為控制精度較差且能量消耗很大。因此需要針對這個現象，研究解決方案，使熱處理電阻爐在控制過程中精度提高，而且降低耗電量。
[0003]近年來一種最大程度保持PID控制形式，同時借助于現代控制中觀測器思想而不依賴于被控對象模型的自抗擾控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)思想，成為面向工程從事現代理論思想應用的典范。ADRC的核心是狀態觀測器(ExtendedState Observer, ES0),通過ES0,可以將對象動力學的不確定性和各種外部干擾統一估計并補償，使得被控對象簡化為積分串聯型，鋪以簡單的H)控制就可以實現誤差控制了。十余年來，原始的非線性ADRC在國內已經取得了廣泛的應用。但是原始ADRC其一般形式的控制參數達到12個,不太利于在工程應用中推廣。美國Cleveland State University的高志強教授將所有控制器和ESO都以線性形式實現(Linear ADRC, LADRC)，用線性形式實現后，不但可以把一定時間尺度以內的不確定性和非線性估計出來，而且控制參數由原先的12個大幅度降為4個，便于在工程中應用與推廣。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是解決現有技術中存在的控制精度較差且能量消耗很大的問題，提出一種基于線性降階自抗擾控制技術的熱處理電阻爐實用控制方法，不但能夠提高電阻爐的溫度控制精度和降低耗電量，而且硬件的改進使熱處理電阻爐控制更加智能化和便捷、可靠。
[0005]本發明提供的基于線性降階自抗擾控制技術的熱處理電阻爐實用控制方法，主要對熱處理電阻爐爐膛內的溫度進行控制，包括以下步驟:
第一步:建立熱處理電阻爐的控制模型:
熱處理電阻爐的數學模型為:
【權利要求】
1.一種基于線性降階自抗擾控制技術的熱處理電阻爐實用控制方法，主要對熱處理電阻爐爐膛內的溫度進行控制，其特征在于，包括以下步驟: 第一步:建立熱處理電阻爐的控制模型: 熱處理電阻爐的數學模型為:

【文檔編號】C21D11/00GK103643027SQ201310682872
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】應小昆, 曲強, 張志明, 張賀清, 劉濱, 徐新樂, 胡彬, 孫青林, 陳增強, 張奇志, 田君, 梁琦, 高紅云, 王國文, 高軍, 劉麗敏, 蘇震, 曹虎, 劉洋, 王若夢 申請人:中國兵器工業新技術推廣研究所, 南開大學, 內蒙古北方重工業集團有限公司