开题报告 张梁

【#第一文档网# 导语】以下是®第一文档网的小编为您整理的《开题报告 张梁》，欢迎阅读！

武汉工程大学邮电与信息工程学院

毕业设计（论文）开题报告

毕业设计（论文）题目 学生姓名 专业（方向） 指导教师姓名 一、课题背景

热轧（hot rolling）是相对于冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在高于合金再结晶温度的温度中使其软化后用压轮把材料压成薄片或钢坯的横截面，使材料形变，但材料物理性质并无变化。确切的说,是以板坯（主要为连铸坯）为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷，冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线（平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。简单点儿来说，一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。

在热轧生产过程中，必须将金属钉或锫加热到一定的温度，使它可以具有一定的可塑性，才能进行轧制。金属的轧制与金属加热质量有着密切的关系，这时就要求加热炉内的温度能过保持在工艺要求的温度范围内，加热时出炉温度应该符合工艺要求，断面上温度分布均匀，金属烧损率比较低，防止出现过烧和表层的碳脱。传统钢厂热轧加热炉内温度的控制采用的是人工控制，人工调节煤气阀开度控制加热炉内的温度，不仅工作效率低，在应对实际生产过程中的多变量、时变、非线性、耦合、大惯性兼滞后等特点的种种外部干扰时，也显得力不从心。随着经典控制理论，特别是现代控制理论的成熟，结合matlab工具箱中的Simulink Toolbox——动态仿真工具箱仿真，对温度模型控制系统进行调试，补偿，设计出最优的温度模型。

MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple、MathCAD并称为四大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。

Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，

第 1 页 共 3 页

钢厂热轧加热炉内温度模型的辨识 张梁

学号 班级 职称

0941050124 01班 副教授

测控技术与仪器

卓旭升


就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。.构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。Simulink与MATLAB紧密集成，可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。

二﹑参考文献

[1] 李南南.吴清.曹辉林. MATLAB7简明教程[M]. 北京：清华大学出版社，2006 [2] 苏晓生. 掌握MATLAB 6.0及其工程应用[M]. 北京： 科学出版社，2002 [3] 胡寿松. 自动控制原理[M]. 北京：科学出版社，2011

[4] 吴怀宇. 廖家平. 自动控制原理[M]武汉：华中科技大学出版社，2012

[5] 秦实宏. 徐春辉. 易先军等. MCS-51单片机原理及应用[M]. 武汉：华中科技大学出

版社，2010

[6] 周泽魁. 控制仪表与计算机控制装置[M]. 北京：化学工业出版社，2002 [7] 王明军. 基于模糊PID的箱式电加热炉控制系统[D]. 硕士论文，2009 [8] 范雪交. 加热炉温度控制系统设计[D]. 学士论文，2010

[9] 杨志良. 轧钢加热炉温度制动控制——热值模型和实现[D]. 学士论文，2012 [10] 薛定宇. 控制系统仿真与计算机辅助设计[M]. 北京：机械农业出版. 2005

[11] 刘金琨. 先进PID控制及其 MATLAB仿真[M]. 北京：电子工业出版社，2003 [12] 刘巧珍.栾松.陈艳光等. 最小二乘法在PLC模拟量测量系统标定中的应用[D]. 硕士

论文,2006

[13] 贾秋玲. 袁冬莉. 栾云凤. 基于MATLAB7.x/Simulink/Stateflow系统仿真﹑分析及

设计[M]. 西安：西北工业大学出版社，2006

[14] 姚俊.马松辉. Simulink建模与仿真[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2002 [15] 费业泰. 误差理论与数据处理[M]. 合肥：合肥工业大学出版社，2011 三﹑理论依据、设计内容及方法

为了将钢坯加热到轧制所规定的工艺要求，必然的要求对加热炉内的温度进行有效的控制，使之保持在某一特定的范围内，出钢温度过高既不必要而且又导致钢坯过多烧毁和能源浪费，甚至造成粘钢的严重事故。过低则会使轧机轧制困难而影响到最终产品质量和轧机的使用寿命，这时就需要严格控制燃烧炉内温度的状态。

根据我们所学的自动控制原理和误差理论与数据处理相关知识，建立以加热炉内温度值为被控量的控制模型，应用最小二乘法辨识得到各个参数，在MATLAB的Simulink中建立模型，并得到仿真波形，反复模拟仿真，确定出个控制参数，并适当的

第 2 页 共 3 页

本文来源：https://www.dy1993.cn/sTy4.html