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陳友文（1964－）
男，甘肅民勤人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)閺?fù)雜工業(yè)過(guò)程的自動(dòng)控制。
軋鋼加熱爐是一個(gè)具有大慣性、純滯后和分布參數(shù)的非線性系統(tǒng)。其加熱方式有連續(xù)式和批量式等多種，爐內(nèi)的熱狀態(tài)變幻難測(cè)；鋼坯溫度分布等許多重要參數(shù)難以直接在線檢測(cè)。使其熱工過(guò)程的控制難以達(dá)到滿意的效果[1,2]。
通過(guò)計(jì)算機(jī)優(yōu)化組織生產(chǎn)和控制生產(chǎn)過(guò)程，可以降低加熱爐的燃料消耗和提高產(chǎn)品的加熱質(zhì)量，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果[3,4]。
在建立實(shí)際控制系統(tǒng)過(guò)程中，必須在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能約束的前提下，滿足優(yōu)化爐溫控制的要求。本文提出了滿足這一要求的一種爐溫決策方法。
1 爐溫優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)
鋼坯表面溫度是聯(lián)系鋼坯外部和鋼坯內(nèi)部傳熱的重要參數(shù)。根據(jù)盡可能強(qiáng)化爐頭供熱的原則，取時(shí)間為自變量，溫度為因變量，所圍面積稱為過(guò)程的特征溫度 ，如式(1)所示，作為目標(biāo)函數(shù)，來(lái)對(duì)鋼坯的整個(gè)加熱過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。
(1)
式(1)中，Ts為鋼坯表面溫度，K；τf為加熱時(shí)間，s。
根據(jù)對(duì)每一個(gè)爐段內(nèi)對(duì)應(yīng)爐溫均勻的假設(shè)，上述問(wèn)題可描述為如下數(shù)學(xué)命題：
(2)
式(2)中，Ω(Tf)=[Tfmin，Tfmax]：為允許爐溫集合；km為鋼坯總段數(shù)；Ts為鋼坯表面溫度，K。
由此可見(jiàn)，在規(guī)定加熱時(shí)間內(nèi)，如果鋼坯表面溫度對(duì)加熱時(shí)間的積分值最小，則等價(jià)于加熱過(guò)程的燃料消耗最小。但在取積分值最小時(shí)還應(yīng)滿足對(duì)鋼坯斷面溫差的要求和鋼坯加熱差分方程的制約。即：
爐溫求解差分方程 (3)
初始狀態(tài)：Ts(0)＝Ts0
式(3)中，湮
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)