大型高真空退火炉温度控制系统研究

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1、兰州理工七学碗士学位论文Y721184摘要摘要近年来，随着对设备金属零件性能和精度要求的提高，真空退火已成为金属热处理技术研究和发展的主要方向，在真空退火过程中，退火温度的精确稳定控制，直接影响着退火工件的质量和成品率。而在真空退火的生产过程中，退火工件温度的精确控制是一个典型的非线性、大时滞、强祸合的复杂控制问题。为了实现工件温度的精确控制，本文通过对真空退火炉传热特性的研究，采用遗传算法对待辨识模型参数进行优化和对神经网络进行优化的方法，建立了真空退火炉的两种控制模型，并分别对两种控制模型进行了分析与比较，并在所建模型的基础上，结合PID控制器各参数物

2、理意义明确的优点，自适应免疫遗传算法强大的全局寻优能力的特点，采用了自适应免疫遗传算法优化变参数PID控制策略中PID控制的待定参数，实现了对真空退火炉工件退火温度的精确控制。控制器的硬件采用Rockwell／Allen—Bradley公司的SCL500PLC，监控系统软件在Rockwell公司的RSview32平台上进行开发，控制算法在上位研华工业控制计算机中采用c++语言实现。经实践运行表明整个控制系统具有良好的可靠性、自适应性和鲁棒性，可以很好的满足真空退火炉的生产工艺要求。关键词：真空退火炉遗传算法神经网络自适应免疫遗传算法变参数PID工件温度控制

3、兰州理工大学硕士学位论文ABSTRACTVacuumannealhasalreadydevelopedthemainresearchinganddevelopingaspectinmetalheattreatmentalongwiththeadvanceofmetalaccessoryperformanceandprecisionrequirementinequipmentrecently．Accurateandsteadycontroloftemperatureaffectsthequalityandeligiblerateofannealingwork

4、piecesdirectlyinthecourseofvacuumanneal．Theaccuratecontroloftheworkpiecestemperatureinvacuumannealingfurnaceisatypicalnonlinearlargetimedelayandcrosscouplingcomplicatedproblem．Inordertorealizetheaccuratecontroloftheworkpiecestemperature，thispaperanalysesthediathermanouscharacteris

5、tic，obtainstwocontrolmodelsviathemethodsoftheoptimizedtheparametersofthedynamiticmodelviageneticalgorithmandtheneuralnetworkthatweighsandbiaswereoptimizedbygeneticalgorithmandrealizestheaccuratecontroloftheworkpiecestemperatureviathemethodofvariableargumentPIDcontrollerthatPIDpara

6、meterswereoptimizedbyadaptiveimmunegeneticalgorithm，whichcombinewiththestrongpointofthephysicalmeaningclearlyandstrongcompleteabilitytosearchforoptimizationofadaptiveimmunegeneticalgorithm．ThehardwareofcontrollerismadeupoftheSCL500PLCthatmadebyRockwell／Allen—Bradley，monitorsoftwar

7、eisimplementedbyconfigurationsoftwareRsview32thatmadebyRockwell，andthecontrolalgorithmwasimplementedbyC++programlanguageinupperindustrycontrolcomputer．Thepracticalresultsshowthatthecontrolsysteminthispaperhasagoodreliability，adaptabilityandrobustnessandcanreachtothemanufacturetech

8、nicsrequirementsofvacuumanneal．Ke