基于参数辨识的分解炉优化控制

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1、济南人学硕十学位论文摘要预分解窑是目前干法水泥生产的首选装备，其核心是分解炉技术。由于分解炉系统具有大惯性、纯滞后、非线性、强耦合等特点，使其工况复杂多变，因此，要对分解炉进行优化控制，使其达到节能降耗的目的，必须先对其工况进行识别，针对不同的工况进行有效控制。．众所周知，控制对象的大纯滞后是各种控制算法难以稳定运行的关键。分解炉的滞后时间通常是指从改变喂煤量起到出口温度发生相应变化的时间，具有大而时变的特点，因此提取其滞后时间参数进行深入研究，以保证优化控制算法在不同工况及不同生产线的通用性具有重要意义。本文在分析分解炉工况及滞后原因的基

2、础上，采用合适的辨识及聚类方法确定其变化规律，进而采用相应的控制策略，实现分解炉的优化控制。本文在分析总结国内外水泥分解炉控制技术研究现状的基础上，提出了根据不同工况优化PID参数的控制方案，在参数辨识的基础上调节PID参数。该方案以一阶惯性滞后模型描述研究对象，采用“引进遗忘因子的辅助变量递推最小二乘估计法’’、利用现场运行数据，对不同工况的分解炉模型参数进行了辨识；以此为基础，采用模糊c一均值(FCM)算法对模型参数进行聚类，得到了各种典型工况的分解炉模型参数中心值；根据各种典型工况的模型参数中心值及其相应的模型，采用遗传算法对PID参

3、数进行离线寻优，得到每种典型工况的最佳控制参数；对于每种实际工况，采用T-S模糊控制算法确定其PID参数，并应用于现场控制。通过OPC实现分解炉优化控制算法与DCS数据库的连接，并在VC++环境下完成了控制算法程序的开发，在系统功能、OPC接口、控制算法等方面，都强调并采用了模块化，使优化控制系统的实现不依赖于某一特定的组态环境，增强了算法的通用性和可移植性。现场的实际运行证明了该算法对于分解炉温度具有良好的控制效果，表明了本文方法的正确性和实用性。关键词：分解炉，参数辨识，模糊c．均值聚类，遗传算法，T-S模糊控制，OPC技术基于参数辨识

4、的分解炉优化控制ABSTRACTAtpresent，predecomposingkilnisthebestchoiceofthedrymethodforcementproductionequipment，anditscoreisdecomposingfurnacetechnology．Decomposingfurnacesystemhassomecharacteristics，forexample，biginertia，timelagandnonlinearity,etc．Soithasmanycomplexandseveralvariab

5、leconditions．Therefore，wemusttakeoptimizationcontrolfordecomposingfurnaceinordertosavemuchenergyandreducemuchconsumption．Toattainthatpurpose，wemustidentifythebehavioursofdecomposingfurnace，andcarryondifferenteffectivecontrolunderbehaviours’differentWOrkcondition．Asweallkno

6、w,largetimedelayofcontrolledobjectisthekeyoftheproblem，whichitisdifficultthatallkindsofcontrolalgorithmrunsteadily．Lagtimeofdecomposingfurnaceisusuallythetimethatisfromchangingcoalamountfeedingofdecomposingfurnacetothecorrespondingchangingofoutlettemperatureofdecomposingfu

7、rnace，whichhasalargeandtime-varyingcharacteristic，soIdrawparametersoflagtimetomakein-depthstudy,andtoensureoptimalcontrolalgorithmshasimportantsignificanceinthegeneralityofthedifferentconditionsandproductionline．Basedonanalyzingdecomposingfurnaceconditionandthelagreasons，I

8、makeuseofsuitablemethodstoidentifyandclustertodetermineitschangelaws，thenusingthecorrespo