static control. Key words:secondary cooling,dynamic control,feedforward,feedback. 前 言 连铸二次冷却的优劣关系到铸坯质量和产量。对连铸二冷水量的自动控制是改善铸 坯质量，提高连铸机生产率的重要手段之一。 近年来，世界各国都在不断研究操作工况发生变化对铸坯质量的影响，研究最佳二 冷制度以及各种三冷水量的控制方式，先后产生了静态的开环、闭环控制方式和动态的 开环、闭环控制方式1~3)。闭环控制主要强调表面温度的在线实测对控制的修正和补 偿作用，但必须保证测量的可靠性。动态控制强调被调参量的时间变化，以便能更好地 适应操作参数的变化。动态闭环控制方式是目前较先进的控制方式。 本文在应用铸坯凝固传热数学模型离线计算基础上，提出的控制模型为动态开环控 制模型。它采用前馈控制方式，以求在拉速变化对铸坯表面温度产生影响之前通过适时 改变二冷水量来消除这种影响。控制基于如下思想：根据所浇注的钢种及铸坯冷却的治 金要求，制定出理想的冷却曲线，通过改变二冷水量使在拉速变化后的铸坯表面温度分 布始终维持接近设定的表面温度分布，以消除拉速变化对铸坯质量的影响。 本文建立的动态控制模型由于采用前馈方式，因此具有在线运算简单、快速、易修 改等特点。另外，开环控制方式不需要任何过程反馈信息，不要求表面温度的实测，避 开了铸坯表面温度测量上的困难。本文所进行的计算工作以唐钢弧型连铸机小方坯连铸 为例，而得到的控制模型适合各类连铸机。 离线控制模型·一一凝固传热数学模型 为了分析操作参数（拉速、过热度和水温等）对铸坯热状态（坯壳厚度、液穴深 度、铸坯温度)的影响，以及计算不同操作参数下的合理二冷水量，首先建立了铸坯凝 固传热的二维数学模型，即离线控制模型。 数学模型的基本形式： 控制方程 眼÷〔县(k股）+(k邵门 (1) dt 初始条件 T(x,y,0)=Tin (2) 轴心边界条件 一k at Ox x=0=0 (3) k ot 0yy=0=0 表面边界条件 16。 ， ， ， 口 ‘ 月 舌 连铸二 次冷却的 优劣关 系到铸坯质量 和 产量 。 对连铸二冷水量 的 自动控制是 改善铸 坯 质量 ， 提 高连铸机生 产率的重要手段之一 。 近 年来 ， 世界各 国都在不 断研究操作工 况发生 变化对铸坯质量 的影响 ， 研究最 佳二 冷制度 以及各种 二冷水量 的控制 方式 ， 先后产生 了静态的开环 、 闭环控制 方式和动态的 开环 、 闭环控制 方式 〔 一 〕 。 闭环控制主要强调表面温 度的在线实测对控制 的修 正 和 补 偿作用 ， 但必须 保证测量 的可靠性 。 动 态控制强调被调参量 的时 间变化 ， 以便能更好地 适 应 操作参数的 变化 。 动态 闭环控制 方式是 目前较先进 的控制方式 。 本文在应用铸坯 凝 固传热数学模型 离线计算基础上 ， 提 出的控制模型 为动态开环 控 制模型 。 它采 用 前馈控制 方式 ， 以求在拉速 变化对铸坯表面温 度产生 影响之前通过适时 改 变二冷水量 来消 除这种 影响 。 控制基于如下 思想 根据所浇注的钢种及铸坯冷却的冶 金要求 ， 制定 出理想的 冷却 曲线 ， 通过 改 变二 冷水量 使在 拉速变化后 的铸坯表面温 度分 布始终 维持 接近设定的表面 温 度分 布 ， 以消除拉速 变化对铸坯质量 的影响 。 本文建立的动 态控制模型 由子采 用前馈 方式 ， 因此 具有在 线运算简单 、 快速 、 易修 改等特点 。 另外 ， 开 环控制方式不需要任何过程反馈信息 ， 不 要求表面温 度的实测 ， 避 开 了铸坯表面 温 度测量 上 的困难 。 本文所进行 的计算工作 以唐钢弧型连铸机小方坯连铸 为例 ， 而 得到 的控制模型适 合各 类连 铸机 。 离线控制模型－ 凝 固传热数学模型 为 了分析操作参数 拉速 、 过 热度和水温等 对铸坯 热状态 坯 壳厚 度 、 液 穴 深 度 、 铸坯温 度 的影响 ， 以 及计算不 同操作参数下 的合理二冷水量 ， 首先建 立 了铸坯凝 固传热的二 维数 学模型 ， 即 离线控制 模型 。 数学模型 的基本形 式 神制 古释 一丝上 一 厂止红 了 一鱼‘ 、 十 卫 了 工些 一 、、 一 ， ’ 一 ‘ 一 ’ 一 、 、 ， 、 犷 尹 初始条件 轴 』乙边界 条件 ， 一 ， 一 入 － ， 盖 一 一丝一 “ 了 、了 ‘ 表面 边界 条件