加热炉是钢铁生产过程中的重要设备。加热炉炉温优化就是在满足加热炉生产工艺和过程约束,保证加热炉内钢坯符合轧制工艺前提下,合理设定加热炉各段炉温,实现加热炉生产过程中的钢坯最少氧化损耗和能量消耗,同时实现加热炉的最优运行从而提高产品质量,降低生产成本。加热炉生产过程中钢坯初始温度、几何尺寸、钢坯种类以及轧制节奏等规格工况经常会发生改变,造成加热炉实际生产过程不确定性和动态特性。在这种情况下必须根据规格工况的切换在线滚动优化加热炉各段的炉温设定值,才能保证钢坯的出炉温度分布能够满足工艺要求,提高产品质量,降低能耗。现有文献,一般讨论在某种规格工况下的炉温优化问题,对规格切换工况下的炉温滚动优化问题研究较少。而生产现场往往依靠人工经验来调整炉温设定值,难以实现控制系统的动态优化调整,造成生产效率和产品质量等方面的问题。因此如何在规格切换工况下设定加热炉炉温对于充分利用现有资源和节能降耗具有重大意义。针对所述问题,本文首先,对规格切换工况下加热炉炉温设定过程进行分析,明确加热炉炉温设定值在线滚动优化问题,建立生产规格切换工况下加热炉炉温动态模型。其次,针对加热炉生产系统时变性、非线性、大惯性、大滞后的过程特性和生产规格切换工况下加热炉炉温优化模型中的非线性动态特性难以求解的特点,提出基于广义预测控制思想的加热炉炉温设定值滚动优化求解策略。然后,对规格不变工况加热炉炉温设定滚动优化问题开展研究。采用系统辨识的方法,建立钢坯加热炉受控自回归积分滑动平均温度预报模型;引入闭环反馈校正的结构来减少系统中由于其他不确定性扰动造成的钢坯温度模型预测误差;提出了加热钢坯温度的性能指标,形成规格不变工况下的炉温设定滚动优化算法。在上述基础上,对加热炉的工况切换生产过程进行分析和描述,建立规格工况切换条件下重量加权法的性能指标模型和加热炉运行约束模型,采用滚动优化策略对所有入炉钢坯所对应的炉温设定值进行优化。本文以实验室已建立的加热炉仿真实验系统中的加热炉过程模型和现场数据为基础,通过MATLAB对规格切换工况下加热炉炉温设定值滚动优化问题进行仿真实验。实验结果表明,本文提出的滚动优化策略和算法对生产规格切换工况下炉温设定值的优化质量高,优化时间短。此外本文方法具有较强的抗干扰性和鲁棒性,为在实际生产中实现规格切换工况下的加热炉炉温设定值优化提供一种行之有效的方法。