焦炉集气管压力智能集成解耦控制算法及其应用研究

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1、摘要在钢铁企业中，焦炉集气管压力的稳定是焦炉正常生产的重要保证，集气管压力过高或者过低，都会影响焦炭质量和焦炉寿命，并造成环境污染，因此保证集气管的压力的稳定对于钢铁工业生产有着十分重要的意义。在焦炉生产过程中，炭化室的操作和加热制度的变化等，都将影响焦炉的出炉煤气量，产生对集气管压力的直接扰动。而鼓风机前吸力的·变化、外送压力等的变化造成对集气管压力的间接扰动。因此焦炉集气，管系统是一个具有严重耦合、高度非线性、扰动剧烈频繁且幅值大的时变多变量系统。本文深入分析了某钢铁公司焦炉集气管压力系统耦合的机理，将该公司四座焦炉分成两组：1撑、2拌焦炉一组，3拌、4i!≠焦炉一组。并提出一种智能集成

2、解耦控制结构，由协调专家控制器协调处理各压力检测量以及控制量，由智能解耦控制器完成两组焦炉的解耦，保证四座焦炉集气管压力稳定在给定范围内。针对焦炉集气管压力系统具有强耦合、高度非线性、扰动剧烈频繁且幅值大的特点，本文提出一种智能集成解耦控制算法，首先采用专家控制算法将工况进行分类，对于不同的工况，分别使用细调模糊控制算法、快调模糊控制算法与传统的PID控制算法克服大部分干扰因素所带来的扰动；同时采用前馈专家控制算法，对鼓风机前吸力大扰动进行补偿。并且采用模糊解耦控制算法，实现组内、组间解耦，消除四座焦炉集气管压力的相互影响。最后采用蝶阀专家控制算法、自校正控制算法、变周期控制算法以适应蝶阀的

3、不同特性，提高控制品质。控制算法在某钢铁公司得到实际应用。实际运行结果表明，智能集成控制算法实现了四座焦炉的解耦，保证了集气管压力稳定在给定的范围内，当外界因素对系统造成扰动时，该系统能在30s内迅速将压力稳定在工艺要求波动范围内。该控制算法具有简单、易行、可靠、易扩充及抗干扰能力强等优点，在控制对象的数学模型难以确定的情况下，保证了四座焦炉集气管压力稳定在工艺要求波动范围内，满足了生产的要求。关键词：集气管压力，解耦控制，模糊控制算法，前馈补偿控制算法，变周期控制算法。ABSTRACTIntheironandsteelenterprise，theStabilityofthegascolle

4、ctorpressureforcoke-ovenisallimportantguaranteeforitsregularproduction，whetherthegascollectorpressureisexcessivelyhi曲orlow,callaffectthecoke’Squalityandlife，andcausetheenvironmentalpollution，thereforeitisavitalsignificancetoguaranteethegascollectorpressurestablefortheironandsteelenterprise．Inthepro

5、cessofthecoke—ovenproduction，ontheonehand，suchfactorsastheoperationofcarbonizationroomandthechangeofheatingsystemwillaffecttheoutputofthecoke·oven，andproduceadirectperturbationtothegascollectorpressure．Ontheotherhand，somefactorssuchasthechangeofsuctionbeforetheairblowerandpressureforsendingoutwillc

6、reateanindirectperturbationtothegascollectorpressure．Therefore，thegascollectorsystemisamultivariableonewhichisstronglycoupled，disturbedandnon—linear．Analyzingthoroughlythecouplingmechanismofthegascollectorpressuresysteminsomeironandsteelcompany,thefourcoke-ovensisdividedintotwogroups，onegroupinclud

7、ingNo．1andNo．2cokeoven，theotheroneincludingNo．3andNo．4coke—oven．Andonekindofintelligent—integrateddecouplingcontrolstructureisproposed，whichcoordinatestoprocessvariouspressuresvalue·examinedandthecontrolqua