水泥分解炉智能控制系统的设计

针对水泥分解炉非线性、强耦合、大滞后及时变的控制特点,设计了包括变速积分PID控制器、趋势校正控制器、偏差校正控制器和前馈控制器的智能控制系统。选择分解炉出口温度为控制变量,通过Matlab系统辨识工具箱得出分解炉出口温度的数学模型,并进行动态仿真验证。仿真结果显示,分解炉温度加入扰动后波动范围在10℃以内,最终达到稳态。     

基于智能算法的分解炉掺烧污泥脱硝经济分析

为研究水泥分解炉在掺烧污泥和选择性非催化还原(SNCR)脱硝共同作用下,以脱硝系统运行成本最小为目标,对相关主要参数进行优化控制.以广东某6000 t/d水泥分解炉为研究对象,以污泥掺烧量、喷氨量、烟风温度、压差等运行参数为输入变量,采用遗传算法优化的BP神经网络(GA-BPNN)建立出口烟气NOx浓度的预测模型.再采...     

基于KPCA和BiLSTM的分解炉出口温度预测

水泥生产过程中，分解炉出口温度是非常重要的工艺参数，为了应对出口温度变量的多样性，文章提出一种核主成分分析(kernel principal component analysis, KPCA)与双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)神经网络相结合的温度预测组合模型用来预测分解炉的出口温度。通过KPCA筛选出影响因素的主成分从而达到数据降维目的，将降维后的主成分作为BiLSTM神经网络的输入，分解炉出口温度作为BiLSTM神经网络的输出。经BiLSTM神经网络训练，得到分解炉出口温度预测模型。通过对比验证表明，使用KPCA-BiLSTM相结合的温度预测模型具有较好的预测精度。     

基于免疫神经网络的水泥分解炉温度控制

通过对水泥分解炉的特性进行分析，确定了出口气体温度的数学模型。用BP神经网络建立水泥分解炉的控制系统，通过控制煤量和风量来使出口气体的温度保持在规定的范围内。针对BP神经网络通常权值更新方法中出现的收敛速度慢、易陷入局部最优值问题，利用改进的免疫算法来优化神经网络的权值。仿真结果表明该温度控制系统优于通常的神经网络PID控制系统，并具有良好的可靠性、自适应性和鲁棒性。     

连铸结晶器多变量系统建模及控制

为了实现连铸结晶器出口坯壳厚度的控制,对结晶器内部钢水凝固传热过程进行数学模拟,利用有限元计算分析和曲线回归的方法建立其出口坯壳厚度生长模型和出口处铜板温度与坯壳厚度的关系;在此基础上,建立以拉坯速度和滑动水口开度为输入、以液位高度和出口坯壳厚度为输出的结晶器非线性多变量模型.通过仿真验证该模型的有效性.针对所建非线性模型,设计自抗扰控制器(ADRC)进行解耦控制.仿真结果表明:所设计的控制器可以达到满意的控制和解耦效果,这说明在所建模型基础上设计出ADRC控制器,实现对出口坯壳厚度的控制是可行的.     

基于模糊遗传算法的工业过程控制参数优化研究

针对复杂工业过程控制要求多样性、控制参数难调整的问题,提出了一种控制参数优化方法.其中,利用模糊评判方法设计了模糊适应度函数以改进标准遗传算法,把控制要求分解成多个对控制结果模糊评判的因素,由于其具有不同权重,因此控制结果与控制要求的接近程度就转化成了对遗传算法中个体(控制参数)的适应度.应用该算法优化了生物发酵罐温度控制器的控制参数,实验表明,控制器的控制精度、温度变化平稳性、能耗、电磁阀开关频率等指标均得到了改善,能够较好地解决复杂工业过程中控制参数优化的问题.     

水泥三喷腾分解炉煅烧过程数值模拟研究

为了深入研究分解炉内的煅烧过程,提高煅烧效果,运用Fluent软件对国内某水泥公司4 500 t/d TTF分解炉进行了数值建模。在选取Standard k-ε模型、离散相模型和组分传输模型模拟出流场和温度场的基础上,分析了煤粉燃烧过程及生料角度、三次风速度和温度对炉内煅烧过程的影响。结果表明:生料入射角度对分解率有较大的影响;三次风速度较大时,生料分解率和焦炭燃烬率也较高;三次风温度升高,会引起助燃空气不足,降低焦炭反应活性,从而降低燃烬率;通过优化3个参数,CaCO_3分解率达到90.3%,焦炭燃烬率达到88.0%。开展水泥分解炉煅烧过程数值模拟研究并将之应用于实际工程项目中,可为优化水泥生产工况提供理论参考,对水泥工业与资源环境的协调发展具有较大的现实意义。     

分解炉结构参数的优化设计研究

针对水泥生产中分解炉的结构参数优化设计问题,提出了一种利用分解炉虚拟样机结合神经网络、遗传算法及正交设计的方法,详细研究了它们之间的逻辑联系和在整体优化设计框架中的作用,同时以水泥生产中常见的双喷腾分解炉为例,对其结构参数进行了优化设计研究,给出了优化结果.该方法不仅建立了一套较为完备的分解炉系统仿真和分析的理论体系,为分解炉进一步的开发和设计提供了有利的工具,同时也为工程设计人员提供了一种优化思路.     

基于同步扰动随机逼近算法的电熔镁炉智能控制系统

针对电熔镁炉熔炼过程中电极电流的调节主要依靠人工手动控制,控制效果差、产品质量不稳定、能量浪费严重的生产现状,提出了一种电熔镁炉智能控制策略.该智能控制策略根据熔炼过程中不同的熔炼工况分别设计了基于SPSA算法和神经网络的正常工况控制器以及基于规则推理技术的特殊工况控制器.将所设计的电熔镁炉智能控制系统应用于实际工业现场,实现了对电极电流的自动控制,保证了产品产量,降低了产品能耗.
关键词：     

谷电相变电蓄热供暖分工况变论域模糊比例、积分、微分自适应前馈补偿控制

针对谷电相变电蓄热供暖系统,有谷电时间段既蓄热又放热供暖和非谷电时间段单纯放热供暖两种不同的工况,不同的工况系统参数变化较大的问题,设计了分工况变论域模糊比例、积分、微分(PID)控制器,根据不同工况选择对应的控制器且其论域伸缩因子自适应调整;考虑到供暖过程中蓄热炉炉温的变化,把不断变化的蓄热炉炉温作为可测干扰,设计了自适应前馈补偿控制器对变论域模糊PID控制器的输出控制量进行补偿,通过实时辨识供暖系统模型,实现前馈补偿控制器参数的自适应调整。实验结果表明:所提出的控制方法能够在不同工况下实现对期望供暖出水温度的实时跟踪,显著地减小了供暖出水温度误差,提高了供暖可靠性。     

基于启发式动态规划的盾构土压平衡优化控制

为了避免盾构施工造成地表变形而引发安全事故,建立有效的密封舱土压平衡自动控制方法是至关重要的.为此,提出了一种新的基于启发式动态规划(heuristic dynamic programming,HDP)的盾构土压平衡优化控制方法,该方法能够实现盾构机多参数实时协调优化控制.基于神经网络,构建组成密封舱土压HDP控制器的执行网络、模型网络和评价网络,采用梯度下降算法对网络权值进行在线训练;利用评价网络迭代逼近密封舱土压优化控制代价函数,将多级优化问题简化为单级优化,从而显著降低实时计算负荷;执行网络以最小化代价函数为目标,对多参数同步协调优化,获得推进速度、刀盘扭矩、总推力、螺旋输送机转速的最优值.仿真结果表明,该方法能够有效控制密封舱土压平衡,HDP控制器具有较强的抗干扰能力,并且控制过程更加快速、稳定.     

压水堆蒸汽发生器水位模糊控制器的设计方法

根据压水堆蒸汽发生器的简化数学模型,将一种模糊控制器的系统化设计方法用于蒸汽发生器水位的控制。该方法将模糊控制器的设计分解为各个独立子系统的线性最优控制器(LQR)的设计,不仅大大简化了模糊控制器的设计,而且能够保证模糊控制系统的渐进稳定性。在快速加负荷和突然甩负荷的仿真实验中,该方法的控制效果在超调和反应速度方面明显优于已有的分层模糊自适应控制,验证了该方法的有效性。     

阳极焙烧炉模糊控制器的设计

针对阳极焙烧炉温度控制系统模型难以确定以及控制难度较大的事实,在特性实验和分析的基础上,设计了插值形式的变论域自适应温度模糊控制器,并用模型预测办法解决了焙烧过程中温度无法连续测量的问题,实现了焙烧炉温度的精确控制.实验研究结果表明该方法十分有效.     

基于因素空间变权理论的开关控制仿真研究

针对开关控制策略的决策问题,研究因素空间变权理论在开关控制中的应用.该方法利用变权均衡原理确定开关控制策略,无需整定控制器参数,控制精度高且简单实用.首先对基于因素空间变权理论的开关控制和基于PID控制算法的开关控制进行了仿真对比,研究结果表明基于因素变权的开关控制控制精度更高,抗干扰能力更强,适合复杂工业系统的应用.然后以啤酒发酵过程为对象,在由该过程非线性机理模型构成的仿真平台上进行发酵温度的开关控制仿真实验,实验结果表明因素变权开关控制具有较好的工业应用前景.     

一种零极点配置自校正温度控制器的设计方法

根椐自适应控制理论在工业过程控制中的广泛的应用 ,结合计算机技术和现代控制理论 ,设计了一种零极点配置的自校正温度控制器 提出了温控对象的数学模型 ,给出了模型参数的辨识方法 ,零极点配置自校正温度控制器的设计方法 ,控制量的计算公式和仿真结果 .根据上述理论所设计的零极点配置自校正温度控制器已经用于某温度控制系统的产品 ,它的计算机模拟仿真的结果和实际应用表明 ,该控制器具有如下特点 :被控对象模型参数收敛快 ;对时变的温控对象始终具有满意的控制效果 ;控制精度高 (实际温度与设定的温度在± 1℃范围之内 ) 由于该控制器模型结构简单 ,控制精度高 ,所以可用于高性能的温度控制仪表     

基于S7-400PLC的SMPT-1000压力流量控制策略设计

用SMPT-1000(高级多功能过程控制实训系统)来模拟真实的锅炉,研究其出口蒸汽压力、流量控制策略设计问题。基于西门子S7-400PLC和PCS7编程软件,利用SCL语言编写了模糊-PID控制器,控制出口蒸汽压力和流量控制在工业要求的范围之内。     

铝粉雾化炉铝液温度模糊-PID复合控制

铝粉氮气雾化生产过程中,保持雾化炉铝液温度的稳定非常重要,但铝粉雾化炉是一个非线性、大滞后、不确定性系统,采用常规PID控制器很难保证控制效果．为此针对雾化炉的铝液温度变化特性,结合模糊控制器和PID控制器的特点,设计了一种模糊-PID复合控制器．利用加权因子,将模糊控制器的输出和PID控制器的输出加权综合,使得控制器在误差较大时,主要由模糊控制器起作用,而在误差较小时主要由PID控制器起作用．模糊-PID复合控制器既保持了PID控制的稳定误差小、稳定性好的优点,又具有模糊控制自适应和调节速度快的特点,能够很好地保持铝液温度的稳定,在现场应用中取得了较好的控制效果．     

模糊控制理论在温度控制中的应用

将模糊控制理论应用到温度控制过程中，介绍了模糊温度控制器的设计过程和方法，并在电阻炉上实验研究．文中给出了在不同温度设定值和不同起始温度下的实验结果．实验结果表明，模糊温度控制器具有良好的控制性能．     

一种非最小相位过程的PI-PD控制器整定方法

在工业过程中存在着一种非最小相位过程,这种被控过程的控制难度较大,采用常规的控制方法难以达到满意的控制效果。针对非最小相位过程,基于PI-PD控制结构提出了一种参数整定策略。依据内模控制原理设计PID控制器,再将其分解为PI-PD控制器,并给出控制器的参数整定策略。该控制器中含有两个可调参数,并且都与系统的动态性能及鲁棒性相关。理论分析及仿真结果表明了该策略的有效性。     

基于定量反馈理论的工业机器人关节控制方法

工业机器人系统由大量的关节驱动装置来实现自身运动和各种动作,机器人的关节控制是工业机器人系统控制中最基本和核心的控制过程.针对机器人关节控制的非线性、时变性和不确定性的特点,研究应用定量反馈理论(QFT)对工业机器人的关节进行控制的方法,并使得设计的控制器具备较好的抗干扰性和鲁棒性.通过分析验证可知,使用QFT设计的控制器完全能够满足设计要求,十分适合于工业机器人关节控制,且易于工程实现.