基于燒結(jié)終點預(yù)測的燒結(jié)過程智能控制系統(tǒng)及應(yīng)用研究.pdf

1、鐵礦石燒結(jié)過程是鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，燒結(jié)礦是高爐煉鐵的主要原料，燒結(jié)礦質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到煉鐵生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量及能源消耗。目前，在我國鐵礦石燒結(jié)生產(chǎn)過程中，控制技術(shù)落后、自動化水平較低的問題已經(jīng)成為制約燒結(jié)礦產(chǎn)量、質(zhì)量的一個瓶頸。 燒結(jié)過程是一個具有強(qiáng)非線性、強(qiáng)耦合性、不確定性、時變、時滯的復(fù)雜工業(yè)過程，采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)難以滿足生產(chǎn)要求。本文綜合運(yùn)用機(jī)理分析、先進(jìn)控制理論、人工智能技術(shù)等多學(xué)科知識，對燒結(jié)過程及其控制的方法和技

2、術(shù)進(jìn)行了深入研究，提出一種基于燒結(jié)終點預(yù)測的燒結(jié)過程智能控制策略，建立了相應(yīng)的智能控制系統(tǒng)，為有效解決鐵礦石燒結(jié)過程的控制問題提供了新的途徑。論文的主要研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下： (1)基于燒結(jié)終點預(yù)測的智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)針對燒結(jié)過程特性和目前燒結(jié)生產(chǎn)過程中存在的主要控制問題，綜合運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制和專家控制等多種智能控制方法，提出了一種基于燒結(jié)終點預(yù)測的智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為解決燒結(jié)過程控制問題提供了一種有效的解決方案。 (

3、2)燒結(jié)終點預(yù)測模型針對燒結(jié)過程的大滯后性、非線性以及參數(shù)信息的不完整性，結(jié)合灰色理論和改進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，建立了燒結(jié)終點灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，在燒結(jié)工況穩(wěn)定時能有效預(yù)測燒結(jié)終點；針對燒結(jié)過程工況不穩(wěn)定時該模型預(yù)測精度不高的缺陷，建立基于主元分析的預(yù)測模型，對灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行修正，實驗及應(yīng)用結(jié)果表明其具有較高的預(yù)測精度。 (3)燒結(jié)終點混雜模糊-預(yù)測控制模型針對燒結(jié)過程的混雜特性，綜合運(yùn)用模糊控制、預(yù)測控制等智能化控

4、制方法，建立了燒結(jié)終點混雜模糊-預(yù)測控制模型。在穩(wěn)態(tài)時，采用模糊控制為主的控制策略；在非穩(wěn)態(tài)時，采用預(yù)測控制為主的控制策略。同時，通過研究多模型柔性切換控制技術(shù)實現(xiàn)兩模型的協(xié)同工作，解決了燒結(jié)終點的優(yōu)化控制問題。 (4)基于滿意度的智能協(xié)調(diào)優(yōu)化方法針對臺車速度對混合料料槽料位的持續(xù)性影響，在建立混合料料槽料位專家控制模型的基礎(chǔ)上，采用基于滿意度的燒結(jié)過程智能協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，綜合協(xié)調(diào)控制燒結(jié)終點和混合料料槽料位，以保證料槽料位處于安

5、全狀態(tài)的同時，減小燒結(jié)終點的波動，從而實現(xiàn)了整個燒結(jié)過程的優(yōu)化控制。 (5)燒結(jié)過程智能控制系統(tǒng)基于SIMATIC PCS 7集散控制系統(tǒng)，采用一種多層分布式軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計了燒結(jié)過程智能控制系統(tǒng)的整體框架；利用OPC通信技術(shù)實現(xiàn)了應(yīng)用軟件和基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的通信；運(yùn)用VC++6.0完成了系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計，并且實現(xiàn)了燒結(jié)終點軟測量模型、預(yù)測模型、混雜模糊一預(yù)測控制以及協(xié)調(diào)優(yōu)化等智能優(yōu)化控制策略。實際工業(yè)應(yīng)用效果驗證了該系統(tǒng)的可行