基于模糊监督控制的工业隧道炉气流与温度控制【外文翻译】.rar

基于模糊监督控制的工业隧道炉气流与温度控制

概要
在隧道式的工业炉中存在着多种涉及到温度、气流和压力的子控制系统。这些子系统通常是运用传统技术进行控制，而且控制器总是仅仅做出整个系统均允许的操作。这篇论文提出了运用模糊控制技术实现各个子系统间相互监控协作的理论设计和实现方法，从而达到理想的工作状况并且改善工业炉的各种作业水平。以上提出的控制系统可以轻松的应用于各种环境并且应用可编程控制器便可以实现。
1. 简介
隧道式吃持续加热炉通常用于砖瓦的烧制，坯料通常在炉中被加热到1000摄氏度以上。
这种炉有一个主要的特点，他们通常炉体尺寸很大，其长度通常能达到100米以上同时炉体界面半径达到15平方米以上，整个炉体被划分为多个加热区间。这些坯料经过炉体是采用典型的分批次恒定流传送，在这个过程中实现对坯料的加热。在【1】中给出了加热系统的基本原则和应用，其中主要涉及的是热交换过程。
要获得高质量的产品，工业炉系统的高稳定性事至关重要的因素。要实现更好的控制系统，需要首先建立正确的数学模型。这个模型必须包括连续型和离散型的动态分析，但是同时也可能进行无穷维数的分析，这就要取决于温度和气流式被设定为分布式的系统，还是集成式的系统。在【2】中已经建立了一个用于半导体生产的工业炉系统模型，利用物理量之间的联系，用相应的电量与实验数据建立联系。在【3】中应用了利用模型进行控制设计的技术，提出了对分布式加热系统的模型建立和控制。在【4】中建立了一个基于模糊控制系统和遗传算法的关于循环加热工业炉的动态系统模型。所有关于隧道式工业炉的研究都致力于一个基本的目标，那便是获得其数学模型，在【5,6,7】中给出了其他典型类型的工业炉的数学模型。这些得到的模型能够用来进行有效的系统分析并且总结出相应的工业炉加热系统的控制策略。
在隧道式工业炉中有几个相互关联的子系统，他们主要负责炉内的主体加热和空气动力控制。在一个典型的例子中，砖瓦烧制，我们应用一系列的单片机控制器，来控制这些不同的子系统。现今的控制任务都是用常规的或是特别设计的PID控制器实现合适的控制操作。但是不能保证PID控制器的操作相对于最适操作点没有偏离。这就意味着任然存在很严重的开环控制问题，其中一个问题就是，尽管存在空气循环系统和辅助加热器的作用，隧道炉的顶部和底部的问题任然不同。更严重的是，从能源优化利用的角度来看，现在的控制操作远远不是最优。任然存在大量的热量和燃料损失是可以避免的。多回路控制器也被用于其它类型的工业炉，例如【9】中提出的电视玻璃加热炉的多回路温度控制策略。把大量的单片控制器集成起来从而控制多个子系统是困难、费时且昂贵的，并且要同时并行的实现精确的控制并不总是可行的。ControlSoft Inc. 推出了一款控制器