焦爐集氣管壓力預測控制綜合方法的應用研究.pdf

1、焦炭是冶金工業(yè)煉鐵的主要原料，煉焦生產(chǎn)過程中同時伴隨產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品荒煤氣。集氣過程回收利用副產(chǎn)品荒煤氣，不僅節(jié)約能源，而且降低環(huán)境污染，是鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。集氣管壓力穩(wěn)定與否，影響到焦炭質(zhì)量、設備壽命以及生產(chǎn)環(huán)境。研究焦爐集氣過程控制對鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)有著重要的意義。
　　焦爐集氣過程是一個高度復雜的工業(yè)過程，具有多變量、強耦合、非線性、時變等控制難點，用常規(guī)控制方法難以達到有效控制。本文以鞍山鋼鐵集團焦爐集氣管壓力系統(tǒng)為背景，在

2、綜合考慮焦爐集氣管壓力系統(tǒng)的物理、工藝特點的基礎上，主要研究了集氣管壓力的數(shù)據(jù)驅(qū)動建模方法及預測控制綜合算法在其控制上的應用。
　　首先，在分析焦爐集氣管壓力系統(tǒng)物理特性及工藝特點的基礎上，得出通過調(diào)節(jié)集氣管上的自動調(diào)節(jié)閥可以有效地控制集氣管壓力。針對集氣管壓力系統(tǒng)多變量、強耦合、非線性等特點，利用鞍鋼集團焦爐集氣管壓力系統(tǒng)實際運行數(shù)據(jù)，運用基于主元分析的閉環(huán)子空間辨識算法CSIMPCA，通過現(xiàn)場調(diào)研將實際生產(chǎn)現(xiàn)場分為三個典型工況

3、，再分別采集三個典型工況下的輸入輸出數(shù)據(jù)，建立集氣管壓力的狀態(tài)空間模型，同時，考慮到集氣管壓力的時變特性，將每個模型中加入相應的攝動項，以表示集氣管壓力的時變特性。
　　其次，在已經(jīng)得到的各工況點模型的基礎上，根據(jù)現(xiàn)場的工藝特點和控制要求，設計了龍伯格狀態(tài)觀測器，以估計集氣管壓力系統(tǒng)的狀態(tài)。然后利用估計的狀態(tài)，綜合考慮各工況點模型以及實時性的要求，采用了基于狀態(tài)估計的輸出-跟蹤預測控制綜合算法，使集氣管壓力穩(wěn)定在所要求的設定值附近