模糊免疫pid算法在焦炉温度控制中的研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要模糊免疫PID算法在焦炉温度控制中的研究摘要焦炉是冶金企业最主要的耗能设备，其自动控制策略是过程控制领域内的一个重要的研究方向。因此，如何利用自动控制系统降低能耗、提高焦炭的产量和质量是该研究领域要致力解决的问题，这对于延长焦炉寿命、减少环境污染和改善劳动条件等同样具有非常重要的意义。本文从实际出发，以本溪钢铁集团有限公司1#、2#焦炉的热工过程为研究对象，对这个受随机因素干扰的、具有大惯性、纯滞后的非线性随机过程进行了研究。文中着重研究了模糊系统、免疫系统和PID控制融合的可行性及融合方式，提出了一种复合式

2、控制方法——模糊免疫自适应PID控制算法，并将此算法与常规PID控制算法、模糊自整定PID控制算法进行了仿真比较。本文的主要研究内容有如下几个方面：(1)分析和研究了国内外焦炉控制系统的发展概况和本钢焦炉的生产流程情况之后，得出结论：焦炉熟工过程为大惯性、纯滞后、受随机干扰的非线性过程，单一的控制方法不能很好的解决其控制问题，为后继的研究做了准备。(2)综述了PID控制、模糊控制、免疫反馈控制的发展和研究现状，分析了三种控制方法的优缺点。(3)针对焦炉温度的控制特点和难点，提出了模糊免疫自适应PID控制算法并对它进行了详细的分析设计

3、。(4)介绍了MATLAB及Simulink仿真的应用。以简化的焦炉模型为控制对象，在MATLAB中对本文提出的模糊免疫白适应PID控制算法进行仿真试验，并与常规PID控制算法、模糊自整定PID控制算法进行仿真比较。结果表明，本文所提出的算法不仅具有强鲁棒性、强抗干扰性和良好的动、静态性能，而且系统设计方法简单，为该算法的实际应用奠定了基础。关键词：免疫反馈控制；模糊控制；PID控制；MATLAB仿真；焦炉东北大学硕士学住论文AbstracIResearchofFuzzyImmunePIDinCokeOvenTemperatureC

4、ontrolAbstractAsthemainenergy-consumingequipmentinmetallurgyenterprise，cokeoven’sstrategyofautomaticcontrolisoneofthemostimportantresearchtopicsinthefieldofrelatedprocesscontr01．Therefore，howtodesignanexcellentautomaticcontrolsystemthatcannotonlyeconomizeenergyconsume，

5、butalsoensureoutputquantityandqualityofthecokeisakeyproblemwaitingtobesolved，whichisalsoimportanttoprolongingcoke’slife—span，reducingthepollutionandimprovingtheworkingconditions．Inviewofpracticaluse，takingtheNO．1andNO．2cokeoven’sheatingprocessofBen-steelcompanyascontro

6、lledplant，thethesisstudiesthenonlinearstochasticprocesswithbiginertia，purelagandcasualdisturbance．Thecombinationfeasibilityandmodeoffuzzysystem，immunesystemmadPIDcontrolarestudied，andthenacompoundcontrolscheme——fuzzyadaptiveP1Dcontrolmethodthatbasedontheimmunefeedbackm

7、echanismisproposed，alsothecomparisonamongcompoundcontrol，PIDcontrolandfuzzyself-adjustedPIDcontrolismadeinsimulation．Themainresearchworkandcontributionofthisdissertationareasfoltows：(1)Afterthedevelopmentofcokeoven’scontrolsystemathomeandabroadandtheactualcraftstateofa

8、cokingplanthavingbeenresearchedandanalyzed，therecomestheconclusion：Thethermalprocessofcokeovenisacasualprocessofnonli