基于线性降阶自抗扰控制技术的热处理电阻炉控制方法
【专利摘要】本发明提出一种基于线性降阶自抗扰控制技术的热处理电阻炉实用控制方法，能够提高热处理电阻炉控制过程中输出温度的控制精度且能达到较好的节能降耗的效果。第一步：建立热处理电阻炉控制模型；第二步：根据第一步中建立的控制模型，设计线性降阶自抗扰控制器；第三步：借助飞升曲线确定电阻炉动态特性，提出以PID参数整定为基础的自抗扰参数快速确定方法；第四步：提出在保留原有电阻炉PID控制仪表的基础上，设计新控制系统电路及系统新控制柜，用工控机、触摸屏、采集卡、不间断电源等替代原有控制仪表，提高控制系统的智能化和快捷性。
【专利说明】基于线性降阶自抗扰控制技术的热处理电阻炉控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热处理电阻炉炉温控制领域，涉及一种基于线性降阶自抗扰控制技术的热处理电阻炉炉温控制方法，同时对传统仪表控制进行了改进。
【背景技术】
[0002]金属热处理是工业领域、机械制造业等领域中，应用广泛并且意义重大的一种基础技术手段，也是很多生产工艺中不可或缺的一部分。热处理电阻炉在金属热处理领域中使用十分普遍。电阻炉炉温动态特性具有容积滞后大，温度上升和下降呈严重不对称以及对象的增益、容积滞后时间和纯滞后时间都是与工作温度有关的变参数。传统的PID控制是靠控制目标与实际行为之间的误差来确定消除此误差的控制方法，这个特点使传统的PID控制在抗干扰能力方面表现较差，不容易满足高性能要求，在工业控制中通常表现为控制精度较差且能量消耗很大。因此需要针对这个现象，研究解决方案，使热处理电阻炉在控制过程中精度提高，而且降低耗电量。
[0003]近年来一种最大程度保持PID控制形式，同时借助于现代控制中观测器思想而不依赖于被控对象模型的自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)思想，成为面向工程从事现代理论思想应用的典范。ADRC的核心是状态观测器(ExtendedState Observer, ES0),通过ES0,可以将对象动力学的不确定性和各种外部干扰统一估计并补偿，使得被控对象简化为积分串联型，铺以简单的H)控制就可以实现误差控制了。十余年来，原始的非线性ADRC在国内已经取得了广泛的应用。但是原始ADRC其一般形式的控制参数达到12个,不太利于在工程应用中推广。美国Cleveland State University的高志强教授将所有控制器和ESO都以线性形式实现(Linear ADRC, LADRC)，用线性形式实现后，不但可以把一定时间尺度以内的不确定性和非线性估计出来，而且控制参数由原先的12个大幅度降为4个，便于在工程中应用与推广。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是解决现有技术中存在的控制精度较差且能量消耗很大的问题，提出一种基于线性降阶自抗扰控制技术的热处理电阻炉实用控制方法，不但能够提高电阻炉的温度控制精度和降低耗电量，而且硬件的改进使热处理电阻炉控制更加智能化和便捷、可靠。
[0005]本发明提供的基于线性降阶自抗扰控制技术的热处理电阻炉实用控制方法，主要对热处理电阻炉炉膛内的温度进行控制，包括以下步骤:
第一步:建立热处理电阻炉的控制模型:
热处理电阻炉的数学模型为:
【权利要求】
1.一种基于线性降阶自抗扰控制技术的热处理电阻炉实用控制方法，主要对热处理电阻炉炉膛内的温度进行控制，其特征在于，包括以下步骤: 第一步:建立热处理电阻炉的控制模型: 热处理电阻炉的数学模型为:
【文档编号】C21D11/00GK103643027SQ201310682872
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】应小昆, 曲强, 张志明, 张贺清, 刘滨, 徐新乐, 胡彬, 孙青林, 陈增强, 张奇志, 田君, 梁琦, 高红云, 王国文, 高军, 刘丽敏, 苏震, 曹虎, 刘洋, 王若梦 申请人:中国兵器工业新技术推广研究所, 南开大学, 内蒙古北方重工业集团有限公司