高爐熱風(fēng)爐混雜系統(tǒng)建模與協(xié)調(diào)優(yōu)化控制.pdf

1、高爐煉鐵生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)流程上游的一個(gè)核心工序，其中高爐熱風(fēng)爐是整個(gè)高爐煉鐵工藝流程中能源消耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。建立高爐熱風(fēng)爐系統(tǒng)的有效模型以及控制方案是提高熱風(fēng)爐運(yùn)行效率、節(jié)能降耗的重點(diǎn)。目前國內(nèi)熱風(fēng)爐平均送風(fēng)溫度低于世界水平，對(duì)于熱風(fēng)爐模型研究應(yīng)用不足，控制多采用人工手動(dòng)，控制效果多依賴于操作工程師的經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)以上問題，本文提出了一種高爐熱風(fēng)爐混雜系統(tǒng)建模與協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法。基于熱風(fēng)爐實(shí)際運(yùn)行工況，應(yīng)用了子空間辨識(shí)、混合邏輯動(dòng)態(tài)建模方法、模

2、型預(yù)測(cè)控制方法等，對(duì)熱風(fēng)爐的模型建立和優(yōu)化控制進(jìn)行了研究，具有更加貼切地反映熱風(fēng)爐工作周期情況，更加合理地控制熱風(fēng)爐系統(tǒng)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1.對(duì)高爐熱風(fēng)爐機(jī)理模型進(jìn)行分析處理，基于機(jī)理模型，應(yīng)用子空間辨識(shí)的方法分別對(duì)高爐熱風(fēng)爐燒爐階段和送風(fēng)階段工業(yè)過程進(jìn)行辨識(shí)，得到系統(tǒng)兩個(gè)工作階段下的狀態(tài)空間模型，對(duì)辨識(shí)方法應(yīng)用于熱風(fēng)爐系統(tǒng)建模的意義并對(duì)辨識(shí)結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　2.提出了基于

3、混合邏輯動(dòng)態(tài)建模方法的高爐熱風(fēng)爐混雜系統(tǒng)模型，利用子空間辨識(shí)得到的熱風(fēng)爐兩個(gè)工作階段的狀態(tài)空間模型，設(shè)計(jì)高爐熱風(fēng)爐系統(tǒng)混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的建立方案。通過推導(dǎo)得到模型的規(guī)范形式，之后基于混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的通用語言（HYSDEL語言）對(duì)模型進(jìn)行了描述和仿真。
　　3.提出了基于混合邏輯動(dòng)態(tài)模型，針對(duì)熱風(fēng)爐工業(yè)過程的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法。使用了可變周期送風(fēng)策略，分別設(shè)計(jì)了高爐熱風(fēng)爐兩個(gè)工作階段的控制方案，對(duì)于高爐熱風(fēng)爐燃燒期采用模型預(yù)測(cè)控制，