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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113106243A(43)申请公布日2021.07.13(21)申请号202110267949.8(22)申请日2021.03.11(71)申请人唐山钢铁集团有限责任公司地址063000河北省唐山市路北区滨河路9号申请人河钢股份有限公司唐山分公司(72)发明人李明宇李晓刚张科科秦建伟刘建华唐凤敏胡运杰(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人李桂琴(51)Int.Cl.C21D11/00(2006.01)C21D1/26(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种连续退火炉温度自动控制方法(57)摘要本发明涉及一种连续退火炉温度自动控制方法,属于冶金自动化技术领域。本发明的技术方案是:设计粒子群PID控制模型的粒子速度和粒子位置矢量,设计粒子群的参数范围和维度,设计粒子群算法的适应度函数和粒子更新规则,设计粒子群算法系统误差;将优化后的P、I和D参数存入连续退火炉oracle数据库后传输给连续退火炉PID控制器进行燃料阀门开度调整。本发明把粒子群算法和燃料阀门开度的PID控制系统相结合,采用在线调整的方式对连续退火炉温度进行自适应控制,把连续退火炉的温度数值控制在了误差允许范围内,有效保障了钢卷产品质量、降低能耗以及减少了环境污染。CN113106243ACN113106243A权利要求书1/2页1.一种连续退火炉温度自动控制方法,其特征在于:采用粒子群算法和燃料阀门开度的PID控制器相结合的方式,把连续退火炉的温度设定值和连续退火炉的现场实际温度值作为系统误差,把PID控制器的P、I、D三个控制参数作为粒子群位置矢量,根据选取的适应度函数和粒子更新规则,对连续退火炉温度进行自适应控制,从而将连续退火炉的温度数值控制在误差允许范围内。2.根据权利要求1所述的一种连续退火炉温度自动控制方法,其特征在于包含以下步骤:a、粒子群初始化:设计粒子群PID控制模型的粒子速度和粒子位置矢量,以及粒子群的参数范围和维度;b、粒子适应函数计算:确定粒子群算法的适应度函数和粒子更新规则,计算个体粒子最优位置和群体粒子最优位置,从而更新粒子速度和位置;c、采用在线调整的方式,确定系统误差;d、在线判定系统误差,如果系统误差在允许范围内,执行下一步骤;如果系统误差不在允许范围内,则返回步骤b继续优化粒子位置;e、输出P、I和D参数,实现对连续退火炉温度的自适应控制。3.根据权利要求2所述的一种连续退火炉温度自动控制方法,其特征在于:所述步骤a具体为,初始化一群粒子,设定粒子最大飞行速度Vmax,设定燃料阀门开度的PID控制器的P、I和D三个参数的参数范围,P为0‑60,I为0‑4,D为0‑3,在参数范围内随机产生粒子速度Vi和粒子位置Xi(Xip、Xii、Xid),粒子维度为三维。4.根据权利要求2所述的一种连续退火炉温度自动控制方法,其特征在于:所述步骤b中,粒子群算法的适应度函数为:设定系统误差为ey(t),系统误差ey(t)为连续退火炉温度实际值y1和连续退火炉温度设定值y2之间的差值,适应度函数计算公式为,公式中w1、w2、w3为权值,u(t)为PID控制器输出,tu为系统时间,e(t)为系统误差ey(t);粒子更新规则为:对于每个粒子,当Ji>Jibest,则Jibest=Ji,Pi=xi;当Ji>Jgbest,则Jgbest=Ji,Pg=xi,公式中Ji表示当前粒子的适应度,Jibest表示粒子经过的最好位置,pi表示Jibest的位置,Jgbest表示全局经过的最好位置,pg表示Jgbest的位置,xi是粒子位置Xi。5.根据权利要求4所述的一种连续退火炉温度自动控制方法,其特征在于:所述w1为0.6,w2为0.02,w3为3。6.根据权利要求2所述的一种连续退火炉温度自动控制方法,其特征在于:所述步骤c中,采用在线调整的方式,连续退火炉运行时,连续退火炉系统数据库自动接收连续退火炉问的实际值y1,把连续退火炉温度实际值y1和连续退火炉温度设定值y2的差值作为系统误差ey(t)。7.根据权利要求2所述的一种连续退火炉温度自动控制方法,其特征在于:所述步骤d中,在线判定系统误差,当无人连续退火炉温度误差ey(t)>0时,粒子群根据公式和公式进行2CN113106243A权利要求书2/2页更新粒子的位置,公式中Vi是粒子速度,Xi是粒子当前位置,pbest为局部最优位置,gbest为全局最优位置,rand()是介于0到1之间的随机数,c1、c2为0‑3的随机数,。8.根据权利要求2所述的一种连续退火炉温度自动控制方法,其特征在于:所述步骤e中,将优化后的粒子位置X(iXip、Xii、Xid)即P、I和D参数存