首页 > 学术论文

面向节能优化的钢坯加热特征参数化模型研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 12:07:40
热度:

面向节能优化的钢坯加热特征参数化模型研究【摘要】:面对全球能源危机,节能降耗已成为世界各国目前所面临的突出课题。就钢铁工业为例,钢坯加热所需的能耗占整个钢铁工业能耗相当大的比重,因

【摘要】:面对全球能源危机,节能降耗已成为世界各国目前所面临的突出课题。就钢铁工业为例,钢坯加热所需的能耗占整个钢铁工业能耗相当大的比重,因此,在保证钢坯加热表面温度和中心温度满足工艺要求的前提下,如何使加热炉能耗最小从而达到经济效益最大,是一个非常具有研究价值的课题。 考虑到钢坯加热问题是一个非线性、大滞后的随机系统,同时由于目前测试技术的限制,运用常规的热电偶测温技术很难获得钢坯加热过程中精确的温度全信息参数。本文基于加热炉节能降耗提出了参数化钢坯加热过程温度的全信息化模型,利用钢坯加热表面温度场、表面热流密度场、表面热流密度概率分布和钢坯断面温度场等表征钢坯加热特征模型,建立钢坯加热特征模型和能源消耗的关联原理,并尝试应用随机分布控制(SDC)理论对钢坯加热温度进行概率密度函数(PDF)控制,此思路为钢坯加热系统节能降耗这样的随机控制系统研究提供一种新的理论依据和技术方法。 在本文中,主要的工作和贡献有: (1)钢坯表面加热特征模型 应用B样条参数化技术,结合钢坯加热工艺,利用参数化模型来描述钢坯表面温度场和钢坯表面热流密度场,同时结合统计学原理,建立钢坯表面热流密度的概率分布模型,从而整体描述钢坯表面加热特征模型和关联钢坯加热能耗,以期运用SDC理论,通过修改钢坯加热特征参数化模型参数达到钢坯加热节能降耗的目的。 (2)钢坯内部加热特征模型 运用机理建模和有限元分析ANSYS软件建模两种方法,建立钢坯加热内部温度场模型,通过分析钢坯全断面温度分布模型,得到钢坯内部的温度分布情况,以期修正钢坯表面加热特征模型参数,为钢坯加热过程加热炉炉温设定和分析钢坯加热瞬时工况提供研究模型。 (3)非均匀有理B样条(NURBS)模型 在SDC建模方面,分析基于B样条基函数建模的多种模型,并在研究计算机辅助几何设计(CAGD)基础上,提出了一种新的B样条模型——NURBS模型。通过调节NURBS模型的控制顶点和权因子来控制输出,为PDF曲线形状调整提供了充分的灵活性,通过分析验证,NURBS模型与其他B样条模型形成了一个描述随机系统输出PDF的统一体。 (4)钢坯加热PDF控制系统 本文提出应用SDC理论对钢坯加热系统进行PDF控制的新思路。考虑应用钢坯表面热流密度分布模型,得到钢坯表面热流密度分布PDF,然后采用有界SDC理论设计钢坯加热PDF控制系统,调节加热炉的输入量,从而控制加热炉内温度的变化,使得钢坯表面热流密度分布PDF尽可能逼近给定的PDF,从而实现修改钢坯加热特征参数化模型参数达到钢坯加热节能降耗的效果,此方法有望对现有的钢坯加热控制研究现状从其根本方法上有一个突破。 【关键词】:钢坯加热 B样条模型 随机分布控制 概率密度函数 ANSYS 节能优化
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG335.3
【目录】:
  • 摘要3-5
  • Abstract5-9
  • 第一章 绪论9-15
  • 1.1 课题研究背景9-10
  • 1.2 相关领域的研究进展及成果10-12
  • 1.3 本课题研究的主要内容和组织结构12-14
  • 1.4 主要缩略及其意义14-15
  • 第二章 钢坯加热生产工艺15-22
  • 2.1 加热炉生产工艺介绍15-17
  • 2.1.1 加热炉控制系统介绍15-16
  • 2.1.2 钢坯加热的目的16-17
  • 2.1.3 钢坯加热过程描述17
  • 2.2 钢坯表面温度采集17-21
  • 2.2.1 热电偶测温18-19
  • 2.2.2 红外热成像测温19-21
  • 2.3 小结21-22
  • 第三章 参数化造型技术22-43
  • 3.1 CAD与CAGD22-33
  • 3.1.1 曲线和曲面参数化23
  • 3.1.2 B样条曲线和曲面23-29
  • 3.1.3 NURBS曲线和曲面29-33
  • 3.2 拟合精度研究33-42
  • 3.2.1 最小二乘拟合34-35
  • 3.2.2 最小熵拟合35-36
  • 3.2.3 基于遗传算法的NURBS曲线拟合36-42
  • 3.3 小结42-43
  • 第四章 钢坯加热特征模型43-63
  • 4.1 钢坯表面加热特征模型43-51
  • 4.1.1 钢坯表面温度模型43-45
  • 4.1.2 钢坯表面热流密度模型45-48
  • 4.1.3 钢坯表面热流密度概率分布模型48-51
  • 4.2 钢坯内部加热特征模型51-62
  • 4.2.1 钢坯加热机理模型51-55
  • 4.2.2 基于ANSYS的钢坯加热模型55-60
  • 4.2.3 钢坯内部温度场数值模拟分析60-62
  • 4.3 小结62-63
  • 第五章 钢坯加热PDF控制63-75
  • 5.1 SDC建模63-66
  • 5.1.1 线性B样条模型63-65
  • 5.1.2 平方根B样条模65
  • 5.1.3 NURBS模型65-66
  • 5.2 PDF控制器设计66-74
  • 5.2.1 参数辨识基础67-68
  • 5.2.2 递推最小二乘参数辨识68-69
  • 5.2.3 PDF控制作用69-74
  • 5.3 小结74-75
  • 第六章 总结与展望75-77
  • 6.1 全文工作总结75-76
  • 6.2 进一步研究的展望76-77
  • 致谢77-78
  • 参考文献78-82
  • 附录 攻读硕士期间发表的论文82


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

B样条曲面自适应拟合算法    陈国振;刘静华;

Heat-transfer model on the improvement of continuous casting slab temperature    

Software sensor for slab reheating furnace    

NURBS曲线的一种快速修正算法    苏翃;林意;邱利琼;邱敦元;

中国钢铁业节能减排的技术路径——基于清洁发展机制(CDM)的研究    曾少军;

热轧带钢温度场数值模拟研究现状    沈丙振,周进,韩志强,柳百成

工业炉内钢坯温度及表面热流重建模型研究    江瑞宝;周怀春;程强;黄志锋;白春雷;苏毅;张茂杰;施涛;

国外CCD检测技术在工业中的应用与发展    刘征,彭小奇,丁剑,唐英

样条曲线的参数化变形方法    戴春来

基于NURBS的自由曲面精确拟合方法研究    孙玉文,吴宏基,刘健

人脸反求模型的注射成型翘曲变形分析与优化    严庆光;孙存友;范金;

船板在线温度测试与分析    于峰;乔馨;张健;

精密应变式力传感器的设计    冯晶;

基于三角多项式的一类曲线曲面性质及其应用    周金明;朱晓临;

五次Bézier曲线的三种不同扩展    潘庆云;陈素根;

带参数λ的三次Bézier曲线的光顺延拓    陈苗;张艳秋;

NURBS曲线的一种快速生成方法    李斌;

隐参数曲线的正则性条件    张伟红;王家正;

连拱隧道工程地质三维建模与可视化分析及应用    李明超;缪正建;韩彦青;

C-B样条曲线与T-B样条曲线的G~1拼接    刘旭敏;黄厚宽;徐维祥;

基于多源信息融合的无人机感知与规避研究    李耀军;潘泉;杨峰;李军伟;朱英;

高精度曲面建模方法(HASM)的逐次最小二乘算法    王世海;岳天祥;

基于B样条面元法的有限水深浮体水动力计算    刘日明;陈映秋;

焦炉集气管压力智能协调控制系统及其应用    王学雷;尚文生;庄诚;

安钢炉卷加热炉新技术的应用    徐筱芗;孙光辉;李娜;

基于自适应的大跨径连续梁桥施工控制    汪琴;何亚伯;

Research on the Identification Algorithm and Simulation relating to the Radiation Coefficient of metallurgical Reheating Furnace    

Surfacer在工艺品面板逆向工程中的应用    俞芙芳;邢闽芳;

基于曲线拟合的玻璃瓶边缘亚像素检测算法研究    刘春;张燕;

CCD短波近红外光谱仪测定牛奶成分的可行性研究    皮付伟;王燕岭;鲁超;王加华;韩东海;

离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制    侯婷

基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究    王文标

经编针织物的计算机三维仿真    张丽哲

非线性随机系统的稳定、镇定与优化    高京广

曲线曲面造型中的三类几何逼近    周联

螺线和正交多项式在CAGD中的应用    蔡华辉

反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究    边柯柯

逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究    卢科青

自适应NURBS曲线插补关键技术及实现研究    沈洪垚

基于颈部特征的衣领三维结构数字化技术研究    蒋丽君

一类三次代数曲线的插值和逼近    师晶

基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究    白廷义

轴承滚子外径非接触检测系统及算法的研究    孙冰

随机样条函数研究    张辉

浙江省印染业节能减排影响因素研究    李志平

压力舒适无缝内衣尺寸规格的研究    木觉敏

自由节曲线非圆齿轮引纬机构运动学反求设计与试验    胡宇龙

数字服装边界提取与编辑研究    石尖锋

公路三维数学模型的建立与仿真实现    王华

基于NURBS的船体曲面交互式CAD研究    彭妍

热卷箱式炉内板坯温度场模拟    苏岚,王先进,唐荻

板坯连铸二冷区凝固传热过程与控制    韩传基,蔡开科,赵家贵,徐荣军,吴巍

步进梁式加热炉内的板坯温度场数值模拟    青格勒,程素森,杨天钧,李士琦

热连轧层流冷却的数学模型    管克智,赵海石,刘萍

板带轧制过程温度场有限元模拟及影响因素分析(Ⅱ)    张鹏,鹿守理,高永生,赵辉,赵俊萍,曹辉

不锈钢传热过程分析及热传导系数的确定    曹晖,张鹏,高永生,田晓春,王泉礼

钢坯在线温度测定方法及结果的研究    张宇,张晓光,徐大勇

动态测量中传感器非线性拟合方法    邝小磊

蓄热式加热炉存在问题的分析与解决措施    李银河;王宝森;王志贵;陈立新;

计算传热学在控制算法研究中的应用    陈海耿

棒线材轧机用步进式加热炉的技术进展(二)    郑维礼

钢坯三维温度场预报模型的建立    程加堂;艾莉;熊伟;段志梅;

钢坯加热温度的控制    常志明;

棒线材轧机用步进式加热炉的技术进展(一)    郑维礼

推钢加热炉应用孔洞式全热滑轨技术实现节能增产    董涵;

蓄热式连续推钢加热炉内钢坯加热过程动态数值模拟    欧俭平;詹树华;马爱纯;萧泽强;

热轧带钢中钢的氧化及控制    曹立华;于洪波;刘义学;

步进式加热炉内钢坯水冷黑印的模拟研究    赵燕,刘向军,李霞,陈雷

钢坯内部温度场动态预报模型及ANSYS分析研究    张国兴;陶怡;王永科;张银娟;

炉用钢坯加热系统    

钢坯加热过程温度场数值模拟    詹合林;余万华;

厚钢坯加热、轧制时引发翘曲的原因及控制措施    徐烈山;

钢坯加热过程中脱碳模拟研究    张敬奎;宋晓娜;李明杰;陈海耿;

低合金钢坯加热高温陶瓷涂层的研究    熊星云;

热负荷变化对蓄热加热炉热特性及钢坯加热的影响    王敏;王连尉;

低合金钢坯加热高温陶瓷涂层的研究    熊星云;

孔洞式热滑道的研制与应用    张东平;赵桐斌;

步进式加热炉建模    谢铮;

采用多孔介质燃烧器的双室式加热炉内的热过程数值分析    田溪岩;许学成;李本文;饶文涛;

加热炉的炉温模糊优化设定    张力;于政军;

坚持“三高一低”促加热炉节能    全国冶金节能减排新技术知识竞赛组委会专家组

轧钢加热炉推广孔洞式热滑道大有可为    全国轧钢技术知识竞赛组委会专家组

轧钢加热炉节能新技术    鞍山市戴维冶金科技开发有限公司专家组

节能减排和提高轧材质量同行    赵桐斌 张东平

降低钢坯加热温度 实现生产节能降耗    全国轧钢知识竞赛组委会专家组

铌微合金化HRB400热轧带肋钢筋开发    

攀钢重轨钢坯加热实现高质量低消耗为高速轨生产提供重要技术支撑    唐诗全

轧钢工序大有文章可做    全国轧钢技术知识竞赛组委会专家组

攀钢大幅度释放钢轨产能    徐丽萍

日本建筑用热轧H型钢的发展    钱奕峰

钢铁冶金加热过程建模与综合优化控制方法的研究    张凯举

面向节能优化的钢坯加热特征参数化模型研究    王永科

面向节能优化的钢坯加热全信息化研究    周里

钢坯热过程节能与氧化烧损数值模拟研究    蒋受宝

热物性参数BP网络模型及其在钢坯加热温度预报中的应用    李艳霞

带钢热连轧加热炉控制系统的改造及加热优化    刘显军

基于OpenGL的钢坯三维热状态模型可视化研究    尹广毕

重轨钢连铸坯的加热工艺优化    卓钊

大系统理论在钢铁冶金加热过程中的应用研究    林涛

大型步进式加热炉炉内流动与传热的数值模拟    解长举

加热炉炉温Backstepping和自适应控制器设计及仿真研究    姜浩

Baidu
map