鐵礦石燒結(jié)過程智能集成優(yōu)化控制技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、燒結(jié)過程是鋼鐵冶金生產(chǎn)的重要工序之一，直接影響到高爐爐況和鋼鐵產(chǎn)量。燒結(jié)過程是一個(gè)工藝流程長、影響因素多、機(jī)理復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的控制理論和方法難以解決過程優(yōu)化運(yùn)行和優(yōu)化控制問題。
　　 本文通過深入分析燒結(jié)過程的工藝特點(diǎn)，論述燒結(jié)過程智能集成優(yōu)化控制方法和控制策略，將復(fù)雜的燒結(jié)過程優(yōu)化控制分解為燒結(jié)配料優(yōu)化控制和燒結(jié)過程熱狀態(tài)優(yōu)化控制兩個(gè)階段。根據(jù)燒結(jié)過程控制的目標(biāo)和特點(diǎn)，分別對燒結(jié)配料優(yōu)化控制、燒結(jié)終點(diǎn)優(yōu)化控制和燒結(jié)過

2、程多目標(biāo)優(yōu)化控制等技術(shù)進(jìn)行研究，建立燒結(jié)生產(chǎn)智能集成優(yōu)化控制系統(tǒng)。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)智能集成優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)。
　　 針對鐵礦石燒結(jié)過程的復(fù)雜特性和控制特性，提出一種智能集成優(yōu)化控制系統(tǒng)的基本框架，從控制思想、過程建模方法和集成控制形式三方面，給出燒結(jié)過程智能集成優(yōu)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)描述、設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)步驟，為鐵礦石燒結(jié)過程的優(yōu)化控制提供一種新思路。
　　 (2)燒結(jié)配料優(yōu)化控制。
　　 配

3、料是燒結(jié)的基礎(chǔ)。燒結(jié)配料效果的好壞直接影響燒結(jié)礦化學(xué)成分及其穩(wěn)定性，并影響到原料的使用成本。本文分別建立一配和二配物料關(guān)系模型、燒結(jié)礦化學(xué)成分神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型和基于線性規(guī)劃的燒結(jié)生產(chǎn)成本優(yōu)化模型，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種配料專家規(guī)則優(yōu)化算法，通過穩(wěn)定控制燒結(jié)礦化學(xué)成分和降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)配料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
　　 (3)燒結(jié)終點(diǎn)預(yù)測與多模型模糊切換控制。
　　 燒結(jié)終點(diǎn)位置是燒結(jié)過程的重要狀態(tài)參數(shù)。為實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過程的熱狀態(tài)優(yōu)化控制

4、，不僅需要獲得當(dāng)前實(shí)時(shí)的燒結(jié)終點(diǎn)位置，更重要的是獲得燒結(jié)終點(diǎn)未來狀態(tài)的變化趨勢。本文對燒結(jié)終點(diǎn)的控制方法進(jìn)行深入研究，針對燒結(jié)終點(diǎn)的大滯后特性，建立燒結(jié)終點(diǎn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。針對燒結(jié)過程的非線性、強(qiáng)耦合和模糊特性，研究模糊控制技術(shù)和預(yù)測控制技術(shù)的集成方法，采用模糊切換技術(shù)，建立燒結(jié)終點(diǎn)模糊-預(yù)測集成優(yōu)化控制模型，使模型既具有較快的響應(yīng)速度又有較強(qiáng)的魯棒性。
　　 (4)基于評價(jià)函數(shù)法的多目標(biāo)優(yōu)化控制技術(shù)。
　　 針對燒結(jié)

5、過程中多個(gè)控制環(huán)節(jié)的控制目標(biāo)相互影響、相互制約的問題，提出一種基于評價(jià)函數(shù)法的燒結(jié)過程多目標(biāo)優(yōu)化控制方法，通過構(gòu)筑系統(tǒng)目標(biāo)評價(jià)函數(shù)，將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行求解，降低模型的求解難度，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)終點(diǎn)和混合料槽料位的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。
　　 (5)燒結(jié)過程智能集成控制系統(tǒng)。
　　 以提出的智能集成優(yōu)化控制系統(tǒng)框架為基礎(chǔ)，采用EIC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鐵礦石燒結(jié)過程的基礎(chǔ)自動(dòng)化和信息管理，開發(fā)燒結(jié)過程智能集成優(yōu)化控制系