稀燃汽油机空燃比滑模-神经网络控制及实验

提高电控汽油机空燃比控制精度是改善发动机燃油经济性、动力性和降低尾气污染的关键环节．针对稀薄燃烧汽油机的工作原理,提出了一个稀燃汽油机空燃比滑模-神经网络控制方案,并对方案中的各环节进行了详细描述．采用自行开发的发动机电控系统,在一台稀燃发动机上进行了实验,并对实验结果进行了分析．实验结果表明,采用滑模-神经网络方案对稀薄燃烧发动机空燃比进行控制,不仅可以提高准稳态时发动机的空燃比控制精度．而且可以降低过渡过程的空燃比超调．节气门急速变化时的空燃比超调最大为1个空燃比单位,最小为0．2个空燃比单位,大大优于车用电控系统的控制结果．     

中小型轧钢厂加热炉温度专家控制的应用

某轧钢厂加热炉为三段式连续加热炉,以重油为燃料,每段的上下均设有一排烧嘴。考虑影响加热炉温度的因素很多,不确定的干扰也很多,如待加热的钢坯的冷热程度、燃油的质量、出钢的速度快慢、炉压的大小、空燃比大小等等。为保证加热质量、提高控制性能,有效抑制各种扰动,首先利用DCS系统对电控部分i盎彳亍了改造,取代了原来的分散手操控制,并运用专家控制实现了加热炉温度的自动调节。     

中小型轧钢厂加热炉温度专家控制的应用

某轧钢厂加热炉为三段式连续加热炉,以重油为燃料,每段的上下均设有一排烧嘴。考虑影响加热炉温度的因素很多,不确定的干扰也很多,如待加热的钢坯的冷热程度、燃油的质量、出钢的速度快慢、炉压的大小、空燃比大小等等。为保证加热质量、提高控制性能,有效抑制各种扰动。首先利用DCS系统对电控部分进行了改造,取代了原来的分散手操控制,并运用专家控制实现了加热炉温度的自动调节一     

基于残基在线检测的燃烧优化控制

针对加热炉大惯性、强滞后性等特点,通过分析其燃烧控制系统现状,提出了采用高温直插式氧化锆进行残氧量在线检测,并采用带交叉限制和残氧修正功能的燃烧优化控制技术,实现了空燃比和炉温的在线闭环优化控制,降低了燃料消耗和氧化烧损生成.运行结果表明:该技术应用于湘钢1#加热炉,优化控制了燃烧过程,吨钢煤气消耗降低2.84%,残氧控制降低1.94%,氧化烧损减少0.121%.     

基于加热炉多场耦合传热的板坯加热均匀性

针对某钢厂步进式加热炉建立了炉内燃烧、烟气流动、烟气和钢坯传热的全耦合三维模型,采用动网格方法模拟钢坯运动.重点分析了炉内烟气与钢坯耦合传热、钢坯温度均匀性及不同垫块结构(一字型垫块、千岛式垫块、错位梁)时钢坯温度的分布规律.研究结果表明:所提加热炉数学模型能够准确描述炉内燃烧、湍流和传热过程;垫块结构对钢坯温度分布具有决定性影响,千岛式垫块、错位梁分别能减少40%和50%的黑印温差.该数学模型解决了步进梁、钢坯、垫块和水管立柱等复杂结构的钢坯运动问题和加热炉与钢坯的共轭传热问题.     

神经网络在汽油机瞬态空燃比控制中的应用

为了对稀薄燃烧汽油机的瞬态空燃比进行精确控制，提出了一个稀燃汽油机空燃比神经网络一滑模控制方案，该方案采用神经网络实现对瞬态过程中实际进入气缸内进气量的精确预测和进气管内油膜动态特性的前馈补偿．在一台稀燃发动机上进行了瞬态空燃比实验，节气门急速变化时的空燃比超调最大为1个空燃比单位，最小为0．2个空燃比单位；空燃比调整时间一般在3s以内，最快可达到1s．控制结果达到了对稀燃发动机瞬态空燃比的精确控制．     

变频器在锅炉控制系统中的应用

采用DCS和变频器,实现了锅炉燃烧节能的优化控制。通过锅炉鼓风和引风系统的闭环控制来实时调节烟气氧含量和炉膛负压,使锅炉系统的空/燃比达到最优,烟气氧含量保持在一个合理的范围内,从而实现了锅炉燃烧过程的自动控制,效益十分明显。     

HCCI汽油机缸内热力学状态的影响因素

缸内热力学状态对汽油机HCCI着火及燃烧过程有着决定性的影响本文在全可变气门机构单缸试验发动机上,系统研究了残余废气率、有效压缩比、空燃比、进气温度、冷却水温、进气流态以及发动机转速等参数对缸内热力学状态的影响规律．研究发现,在较大区域改变内部残余废气率时,HCCI燃烧存在热状态自稳定效应．内部残余废气、冷却水温、进气温度、空燃比、有效压缩比都可以作为控制HCCI燃烧缸内热力学状态的参数．通过对内部残余废气率、有效压缩比以及空燃比的协同管理,可以实现对缸热力学状态的快速管理,进而实现对汽油机HCCI燃烧相位的控制．     

低负荷下蓄热式加热炉燃烧策略数值模拟

针对低负荷下蓄热式加热炉燃烧性能下降的问题,以某钢厂蓄热式加热炉为研究对象,利用软件Fluent建立炉内气体流动、传热及燃烧过程数学模型。炉内气体的流动采用标准k-ε模型计算,燃烧过程的模拟采用混合分数/PDF模型,辐射换热采用DO模型计算。通过所建立的数学模型计算低负荷时,比例控制和脉冲控制2种情况下,炉内气体流动、气体体积分数及温度的分布。计算结果表明:在低负荷下,脉冲控制有利于加强煤气与空气的混合,提高煤气燃烧速率,防止O_2在钢坯表面的聚集,有利于减小钢坯的氧化烧损,提高钢坯表面热流沿炉宽方向分布的均匀性。     

模糊控制在加热炉中的应用

加热炉系统的优劣直接影响到钢材的质量,模糊控制技术是一种新的通过对燃烧气体流量分析和控制来辅助脉冲式烧嘴的技术,该技术主要是通过在本地主管道中采集煤气的热值、空燃比和各个烧嘴的空气、煤气烧嘴的气体流量数据。通过模糊控制调节、加热需求模糊控制的重新计算,得出合适的脉冲烧嘴打开时间。在国内现有加热系统中已经取得了良好的经济和社会效益。     

燃烧优化模型及其控制系统的研究

首先描述了在我国利用计算机进行节能的紧迫性和潜力,接着对燃烧优化的控制参数进行了探讨,叙述了燃烧优化对汽包水位、汽包压力、烟气含氧量、炉膛负压、蒸汽温度及锅炉热效率的控制要求,然后提出了几种燃烧控制模型,如风煤比控制、风煤比-氧量控制、风汽比控制、炉温信号控制、炉内微压波动控制等,最后提出了燃烧优化控制原则性方案.     

燃烧控制系统最佳风／煤比曲线在线自学习算法

提出了一种具有自适应性能、能自动在线调整风／煤比的燃烧控制系统的设计方法．它由基于知识的开关控制、送风摄动信号自寻最优控制和最小二乘递推算法组成．在锅炉正常运行以及负荷、煤种等因素发生变化的情况下，都能有效地自动调整风／煤比，使炉膛内燃烧处于最佳状态．在不断的调整过程中学习得出适应于该炉各运行工况的最佳风／煤比曲线．依据这条曲线设定风／煤比，可简化燃烧调整过程．同时保证锅炉高效运行．     

推钢式板坯加热炉流场、温度场和浓度场的模拟研究

针对推钢式板坯加热炉,建立加热炉内气体流动、燃烧和传热过程数学模型.采用计算流体力学(CFD)商业软件Fluent模拟得到加热炉炉内的温度场、流场以及反应物和生成物浓度分布.结果表明:通过预热空气至350℃和预热煤气至50℃,平均炉温能够达到1300℃,满足钢坯加热温度要求.由于加热炉结构复杂,使得炉内有明显的回流,预...     

加热炉待轧时炉温模糊决策

基于对加热炉动态过程受控特征分析,将数学模型方法、模糊控制理论和模糊优化方法应用于加热炉动态过程炉温优化及控制研究.建立了加热炉待轧时炉温模糊优化模型,构造了以钢坯导热机理模型为基础的炉温在线模糊控制决策系统.在此基础上对典型待轧过程进行了炉温控制决策的计算机数值仿真.结果表明,炉温模糊决策结果使在炉钢坯获得了满意的控制效果.本文的模型方法可以有效地应用于加热炉控制系统.     

一种间歇式轧钢加热炉温度场的研究

钢坯由加热炉加热至轧制所需温度,加热过程中炉内的温度分布对最终钢材质量起决定性作用.以间歇式天然气轧钢加热炉为例,采用CFD(计算流体力学)方法分析加热炉内以及被加热钢坯内瞬态的三维温度场分布,用Fluent软件模拟了多种操作条件下的炉内温度分布,为提高加热炉工作效率提供了理论依据.模拟过程中考虑了更换钢坯时炉门开启引入的热损失.模拟结果可用来优化操作参数和提高出钢质量.     

加热炉和轧机的匹配优化

针对当前在实际中使用的加热炉和轧机的匹配制度存在的缺陷,提出一种基于钢坯期望出炉温度的推钢速率控制策略和基于斜坡函数的待轧控制策略,从而优化了加热炉和轧机的匹配制度·工业试验证明了这种匹配制度的合理性、简单性和易行性·     

加热炉燃烧系统残氧量的模糊预测控制

对于加热炉的燃烧自动控制系统，在采用双交叉限幅控制的基础上，为确保系统运行在最佳燃烧状态，引入了残氧量的模糊预测控制。     

热电厂燃烧配比系统模糊控制的动态分析

热电厂燃烧控制是一个多输入、多输出、不确定的复杂系统,要安全经济控制燃烧,掌握系统的特性是十分重要的;而分析空燃比的动态特性实施燃烧稳定性是锅炉燃烧最有效的方法之一。用模糊推理机理在锅炉运行时,基于模糊规则和测量值来评估燃料供给状态,并通过工程技术人员经验摸索,空煤比在为5倍时锅炉燃烧最为经济安全,运行实例说明此方法的有效性和稳定性。     

专用炉模式下加热炉群混装一体化生产

分析了连铸--热轧区段混装一体化生产和加热炉群生产模式,并在此基础上建立了混装一体化生产下加热炉群调度模型.模型在满足加热炉生产工艺的基础上充分考虑了板坯进入加热炉前的等待时间和轧机空闲时间.采用禁忌搜索算法对模型进行了求解.最后,针对大批量少品种和小批量多品种两组板坯对某钢厂1580mm轧线非专用炉模式与专用炉模式分别进行了仿真.仿真结果表明连铸--热轧区段采用专用炉模式生产比传统的非专用炉模式生产能够明显提高加热炉热效率.     

蓄热式加热炉流场的数值模拟

利用大型软件CFX建立了蓄热式加热炉炉内速度场的数学模型．采用k-ε模型数值模拟炉内的湍流流动，分析喷口几何形状及尺寸，喷口的分布位置等对炉内的速度分布的影响．计算结果为，蓄热式加热炉炉内流场与传统加热炉迥然不同，流场分布有利于燃料和助燃空气的混合，符合高温低氧燃烧的的流场分布．另外，影响炉内速度场的因素有炉型结构、喷口几何形状与尺寸及喷口的分布位置等．