水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的建模與控制研究.pdf

1、水泥是我國建筑行業(yè)的基礎(chǔ)原材料，其以使用廣、用量大、功能強(qiáng)等特點(diǎn)著稱。長期以來，水泥生產(chǎn)主要是由人工憑借經(jīng)驗(yàn)給定喂煤量，來控制分解爐和回轉(zhuǎn)窯的溫度。由于人工操作的不精確和滯后性，導(dǎo)致水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高耗能、高污染和低效率等問題。因此對水泥回轉(zhuǎn)窯的系統(tǒng)建模和仿真研究有著重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會意義。
　　水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)是連續(xù)進(jìn)出料的高溫?zé)峁ぴO(shè)備，它的熱工參數(shù)離散，理化反應(yīng)復(fù)雜，且氣、液、固三相并存，是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)干擾、大滯后

2、的復(fù)雜系統(tǒng)。所以，常規(guī)的控制方法很難實(shí)現(xiàn)對它的優(yōu)化控制。本文根據(jù)水泥窯設(shè)備生產(chǎn)的機(jī)理，通過質(zhì)量守恒和熱量守恒建立數(shù)學(xué)模型，這種模型通常稱為理論解析模型，其具有比較嚴(yán)密的理論依據(jù)，在任何情況下都經(jīng)得起推敲。主要工作內(nèi)容如下:
　　首先，簡要介紹了新型干法水泥生產(chǎn)工業(yè)的概述及其發(fā)展現(xiàn)狀，系統(tǒng)地總結(jié)了國內(nèi)外水泥窯系統(tǒng)控制的研究及應(yīng)用情況。深入研究了新型干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工藝流程，并介紹了主要的生產(chǎn)設(shè)備。
　　然后，詳細(xì)地分析

3、了水泥生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)分解爐和回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)部過程，并且針對各自的溫度找出影響溫度變化的主要因素，為建模做好準(zhǔn)備。對于水泥生產(chǎn)過程的多變量、非線性、強(qiáng)干擾、大滯后的復(fù)雜系統(tǒng)這個(gè)情況，通過建模方法的分析，本文選用機(jī)理建模的方法對水泥窯建立數(shù)學(xué)模型，即是對分解爐和回轉(zhuǎn)窯分別通過質(zhì)量守恒和熱量守恒的原理建模。
　　再次，深入分析預(yù)估和控制算法的控制原理，對建立的分解爐和回轉(zhuǎn)窯模型設(shè)計(jì)預(yù)估算法和控制算法，用MATLAB進(jìn)行仿真，最后分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。