[发明专利]加热炉燃料量决策系统及其决策方法

权利要求书

1.加热炉燃料量决策系统，其特征在于包括：计算参数初始化模块，用于对决策计算参数的初始化；优化加热曲线生成模块，用于对每块钢坯计算生成其优化加热曲线；控制方程求解模块，用于计算获得钢坯平均温度及表面温度；钢坯位置跟踪模块，用于预报钢坯当前位置；燃料量决策模块，用于计算获得燃料量决策值；上述各模块依次相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，控制方程求解模块包括：能量平衡方程及炉墙导热方程求解子模块，用于获得炉气温度场及炉墙温度场；钢坯导热方程求解子模块，用于获得钢坯温度场；这两个子模块依次相连。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：钢坯位置跟踪模块和燃料量决策模块之间还依次接有目标钢温计算模块和燃料量决策系数计算模块，目标钢温计算模块用于计算相应的钢坯目标平均温度和表面温度，燃料量决策系数计算模块用于计算燃料量决策值所需要的决策系数。

4.加热炉燃料量决策方法，其特征在于依次包括以下步骤：

S1）通过计算参数初始化模块对钢坯信息和加热炉信息进行初始化，并将计时器初始化为零；

S2）调用优化加热曲线生成模块，对每块钢坯计算生成其优化加热曲线，即计算生成包含M个元素的钢坯位置数组POS[M]，及与其对应的包含M×N个元素的钢坯节点温度数组TEMP[M,N]；M为按加热炉炉长方向划分的位置数目，N为钢坯厚度方向的节点数目；

S3）调用控制方程求解模块，根据当前燃料量Q_fuel得到新的炉内温度场及钢坯温度场；

S4）调用钢坯位置跟踪模块，计算钢坯当前位置POS_NOW，然后利用优化加热曲线模块生成的钢坯优化加热曲线计算钢坯当前位置所对应的目标平均温度t_ave，aim及目标表面温度t_suf，aim；

S5）令燃料量Q_fuel＝Q_fuel+ζ，ζ为一个大于零的小量，控制方程求解模块按照步骤S3相同的计算方法获得燃料量为Q_fuel+ζ时的炉内温度场及钢坯温度场；

S6）调用燃料量决策模块，根据步骤S3、S4、S5计算获得的数据计算获得本决策周期的燃料量决策值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤S1的钢坯信息包括钢坯几何尺寸、钢种及其物性参数和上一燃料量决策周期记录的钢坯温度场，加热炉信息包括热电偶检测的加热炉当前炉温、仪表监测的燃料及空气量、炉墙厚度及其物性参数、加热炉出钢节奏、上一燃料量决策周期记录的炉内温度场。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S2生成优化加热曲线的方法为：对每块钢坯计算生成其优化加热曲线，即以钢坯在加热炉内加热至目标温度所需的最小燃料消耗量为目标函数，仿真计算钢坯在加热炉内的运动及加热升温过程获得，所述目标函数为，在加热炉加热过程中，钢坯表面温升对钢坯在加热炉内加热时间的积分，其计算式如下：

J=∫t1t2Tsurf(t)dt]]>

式中，t1、t2分别为钢坯入炉时间与出炉时间，T_surf(t)为加热过程中钢坯表面温度随时间的变化函数，J表示燃料消耗量大小，即所述目标函数的值。