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转炉炼钢自动控制系统的研究与应用的开题报告
一、选题依据
转炉炼钢是一种高温高压下的复杂化学反应过程，具有对出钢质量、各种炉况参数掌控精度要求高、反应速率快等特点。为了提高钢铁生产质量、效率和降低单位能耗，自动控制技术在炼钢过程中得到广泛应用。因此，开展转炉炼钢自动控制系统的研究与应用，对于提高转炉炼钢生产效率、降低生产成本、提高出钢质量具有重要意义。
二、研究内容
1.转炉炼钢自动控制的基本原理及技术路线
在炼钢过程中，通过传感器采集各种炉况参数，并将这些参数传递给控制系统，系统根据参数变化实时调整加入的原料、氧气流量、风量、进样速率等参数，对反应过程进行自动控制，实现炉内氧气含量、温度、炉缸压力及出钢量等控制指标的精准控制。
2.转炉炼钢自动控制系统的设计
通过对硬件和软件架构的分析，设计转炉炼钢自动控制系统的硬件和软件模块。其中硬件部分包括传感器、执行机构、计算机控制单元等，软件部分包括监控软件、控制软件、通信软件等。
3.自动控制算法的研究
研究传递函数模型、循环控制、定时器、控制系统架构等自动控制算法在转炉炼钢控制系统中的应用。
4.转炉炼钢自动控制系统实验仿真和应用
根据设计方案，对转炉炼钢自动控制系统进行实验仿真，并进行小规模生产试验，进一步完善系统的各项技术指标及性能，以满足实际生产的需求。
三、研究意义
1.提高钢材生产质量、效率和降低单位能耗
该研究将针对转炉炼钢的自动化控制技术和应用进行探究，进一步完善和优化系统设计和算法，优化炼钢过程控制和自动化程度，从而提高钢材生产质量、效率和降低单位能耗。
2.推动钢铁工业向智能化方向发展
该研究探究了转炉炼钢的自动化控制技术和应用，为智能制造的发展提供了一个样板，并有利于推动钢铁工业向智能化方向发展。
3.提高国内炼钢技术水平和核心竞争力
该研究具有一定的技术创新性和实用性，有助于提高国内炼钢技术水平和核心竞争力，同时可以提高企业生产效益和社会效益，具有显著的经济、社会、环境效益。
四、研究进度安排
本论文计划至2023年完成，预计按照以下进度安排：
1.开题研究（2021年6月-2021年8月）：查阅相关文献资料，了解国内外转炉炼钢自动控制系统研究和应用情况，确定研究方向和内容。
2.系统设计和仿真（2021年8月-2022年2月）：根据设计方案，进行转炉炼钢自动控制系统的硬件和软件模块设计，进行实验仿真，并进行小规模生产试验。
3.算法研究（2022年2月-2022年8月）：研究传递函数模型、循环控制、定时器、控制系统架构等自动控制算法在转炉炼钢控制系统中的应用。
4.测试及优化（2022年8月-2023年3月）：根据实验结果进行系统、算法及技术指标的进一步优化和调整，测试系统性能及稳定性，解决问题。
5.论文撰写（2023年3月-2023年5月）：整理研究数据，分析研究成果，在此基础上撰写学位论文。
五、研究预期成果
1.设计出一套转炉炼钢自动控制系统，能够实现炉内氧气含量、温度、炉缸压力及出钢量等控制指标的精准控制。
2.分析传递函数模型、循环控制、定时器、控制系统架构等自动控制算法在转炉炼钢控制系统中的应用效果和优劣，提出合理的算法及优化措施。
3.设计出符合实际生产需求的自动控制系统，提高钢铁生产质量、效率和降低单位能耗，推动钢铁产业向智能化方向发展，提高企业生产效益和社会效益。
4.有助于提高国内炼钢技术水平和核心竞争力，在促进经济、社会和环境效益方面具有显著的意义和影响。