步进式加热炉是各种加热炉中使用最广、发展最快的炉型。在炉底移动梁作矩形轨迹的往复运动下,放置在固定梁上的钢坯被一步一步地由进料端送到出料端。动梁自身大且重,在大型加热炉中,满载钢坯往往达数百吨。如何控制好步进梁在运行周期内各个阶段平稳、稳定、快速的运动一直是工程上突出的难题。钢坯生产的停开车会造成巨大的资源浪费,工业现场无法提供运行的步进梁系统供研究者做实验研究,使得先进的控制策略无法及时有效的得到验证。论文分析研究了步进梁系统的结构特点、运行机理,建立了步进梁系统的数学模型。通过对电路研究分析,设计了步进梁系统的模拟电路模型。实验结果表明设计的模拟电路能较好地模拟步进梁运行系统,为实验室实现步进梁系统奠下基础。步进梁运行的速度既要保证钢坯的生产节奏,又要实现对钢坯的轻拖轻放,以免巨大的冲击损坏步进梁。本文在分析研究步进梁系统工作原理及数学模型的基础上,设计了模糊-前馈PID控制系统。实际中,步进梁系统前馈通道的传递函数无法准确建立。然而对于前馈控制而言,前馈通道的模型不准确也就导致了钢坯负载不能抵消,不能实现对步进梁运行速度的良好控制。因此,引入模糊-前馈控制器,根据步进梁运行情况设计模糊规则,用具有一定自适应能力的模糊规则来代替前馈通道模型。利用Matlab/Simulink进行了仿真研究,结果表明与开环控制、闭环控制相比,模糊-前馈PID控制策略可实现速度的准确跟踪和位移的准确控制。