基于性能評估的焦爐加熱燃燒過程在線優(yōu)化控制方法.pdf

1、焦炭作為煉焦生產(chǎn)過程的主要產(chǎn)品，是諸多國民經(jīng)濟命脈行業(yè)的重要原材料。隨著我國焦炭需求的急劇增加，煉焦生產(chǎn)企業(yè)對焦炭質(zhì)量、煉焦能耗和生產(chǎn)效率等綜合生產(chǎn)指標提出了更高的要求。焦爐加熱燃燒過程因易受外界干擾以及其本身工藝復(fù)雜等原因，火道溫度易產(chǎn)生波動，從而引起控制系統(tǒng)的性能下降，嚴重影響了焦炭品質(zhì)和產(chǎn)量的提高以及煉焦消耗的降低。針對上述問題，本文進行了焦爐加熱燃燒過程在線優(yōu)化控制方法的研究。
　　首先，在深入分析焦爐加熱燃燒過程生產(chǎn)工藝

2、的基礎(chǔ)上，總結(jié)了煉焦生產(chǎn)過程的控制問題與控制難點，針對于這些問題，提出了包含二級性能評估系統(tǒng)與控制器參數(shù)在線優(yōu)化模塊的焦爐加熱燃燒過程優(yōu)化控制系統(tǒng)。
　　其次，針對于控制系統(tǒng)的實時性能評估和過程性能評估的需求，設(shè)計了面向?qū)崟r性能和面向過程性能的二級性能評估系統(tǒng)。兩個性能評估子系統(tǒng)分別獨立運行，且前者的評估周期要小于后者。當系統(tǒng)性能不符合生產(chǎn)要求時，采用在線優(yōu)化算法對控制器參數(shù)進行在線更新。通過進一步分析生產(chǎn)過程對火道溫度平穩(wěn)性等性

3、能的要求，本文針對于不同的性能評估子系統(tǒng)的評估結(jié)果分別建立了多目標優(yōu)化模型，并采用多目標差分進化算法進行求解。同時，為了解決智能優(yōu)化算法是收斂速度較慢、易陷入局部最小的問題，提出了一種基于知識引導(dǎo)的多目標差分進化算法。從進化的種群中獲取待解決問題的知識，并反饋這些知識來指導(dǎo)搜索過程，提高了算法的搜索效率。
　　最后，通過焦爐加熱燃燒過程供熱量平衡的原理，推導(dǎo)了仿真模型，并建立了仿真系統(tǒng)。以燃燒高爐加熱煤氣為例，針對于結(jié)焦時間、加熱