水泥預(yù)粉磨優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、作為水泥生產(chǎn)優(yōu)化的重要組成環(huán)節(jié)，預(yù)粉磨過(guò)程的平穩(wěn)運(yùn)行在提高設(shè)備運(yùn)行效率、提高能效和降低能耗中起著重要的作用。目前，針對(duì)預(yù)粉磨系統(tǒng)控制策略的研究較少，且國(guó)內(nèi)大部分水泥生產(chǎn)企業(yè)的預(yù)粉磨過(guò)程還處在人工控制階段，這不僅不利于生產(chǎn)效率的提高，而且增加了設(shè)備故障率和生產(chǎn)成本。
　　 預(yù)粉磨系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，具有諸如強(qiáng)耦合、多變量、大時(shí)滯和非線性等特性。因此，僅利用單一的控制策略很難保證整個(gè)預(yù)粉磨系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本文從工

2、業(yè)現(xiàn)場(chǎng)入手，依托國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展計(jì)劃(863)課題《典型耗能企業(yè)關(guān)鍵設(shè)備和廠級(jí)節(jié)能優(yōu)化技術(shù)》以生料預(yù)粉磨系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一個(gè)預(yù)粉磨優(yōu)化控制系統(tǒng)來(lái)穩(wěn)定和優(yōu)化其運(yùn)行。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.通過(guò)分析水泥預(yù)粉磨系統(tǒng)的工作原理和工藝，結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)和預(yù)粉磨系統(tǒng)的控制難點(diǎn)，確定了系統(tǒng)的關(guān)鍵變量并提出了優(yōu)化控制的總體方案。
　　 2.通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)和預(yù)粉磨過(guò)程的工藝，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)操作人員的經(jīng)驗(yàn)，采用模糊邏輯控

3、制(Fuzzy Logic Control，F(xiàn)LC)方法解決穩(wěn)流倉(cāng)倉(cāng)重波動(dòng)較大問(wèn)題。設(shè)計(jì)模糊智能控制器對(duì)穩(wěn)流倉(cāng)倉(cāng)重進(jìn)行控制，包括確定控制器的輸入量(倉(cāng)重的誤差及誤差的變化量)、輸出量(喂料量)和變量的隸屬度函數(shù)，數(shù)據(jù)濾波預(yù)處理和建立模糊規(guī)則庫(kù)等。
　　 3.根據(jù)預(yù)粉磨過(guò)程的工作原理和系統(tǒng)負(fù)荷的控制要求，采用最小二乘支持向量機(jī)(Least Square Support Vector Machine，LSSVM)建模，結(jié)合基于線性矩

4、陣不等式的模型預(yù)測(cè)控制(Linear Matrix Inequality BasedModel Predictive Control，LMI-Based MPC)方法解決系統(tǒng)負(fù)荷控制問(wèn)題。建立子系統(tǒng)模型并設(shè)計(jì)模型預(yù)測(cè)控制器控制系統(tǒng)負(fù)荷，包括確定控制器輸入量(選粉機(jī)電流)和輸出量(入磨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速)，采用LSSVM建立輸入輸出量之間的模型，設(shè)計(jì)MPC控制器并將負(fù)荷優(yōu)化控制問(wèn)題轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的凸優(yōu)化問(wèn)題，利用LMI求解得到控制律。
　　 4

5、.通過(guò)C++編程語(yǔ)言和相應(yīng)的軟件技術(shù)完成預(yù)粉磨過(guò)程優(yōu)化控制系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，可結(jié)合DCS系統(tǒng)和OPC接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)粉磨過(guò)程的優(yōu)化控制。
　　 5.利用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行控制器仿真，結(jié)果表明該控制系統(tǒng)可以很好的處理預(yù)粉磨系統(tǒng)大慣性，非線性，多變量和大時(shí)滯等控制難點(diǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行得到了有效的優(yōu)化，平穩(wěn)性有了很大的提高。
　　 本課題在設(shè)計(jì)水泥預(yù)粉磨過(guò)程優(yōu)化控制系統(tǒng)的過(guò)程中有所創(chuàng)新，對(duì)于水泥生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)能減排和提高