基于子空间辨识的高炉热风炉模型.pdf

《基于子空间辨识的高炉热风炉模型.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年第5期工业仪表与自动化装置·125·基于子空间辨识的高炉热风炉模型纪天波，马淑艳，滕宇，杨春节(1．河北津西钢铁集团股份有限公司，河北迁西064302；2．浙江大学控制系，杭州310027)摘要：高炉热风炉是整个高炉炼铁工艺流程中能源消耗的关键环节。该文对高炉热风炉机理模型进行分析处理，基于机理模型，应用子空间辨识的方法分别对高炉热风炉烧炉阶段和送风阶段工业过程进行辨识，得到系统两个工作阶段下的状态空间模型，并进行了仿真实验分析。结果表明了所提出的热风炉状态空间模型的有效性。关键词：热风炉机理；状态空间模型；子空

2、间辨识中图分类号：TP13文献标志码：A文章编号：1000—0682(2015)05—0125—04ModelofblastfurnacehotblaststovebasedOilthesubspaceidentificatiOilJITianbo，MAShuyan，TENGYu，YANGChunjie(1．HebeiJinxiIron&SteelGroupCo．Ltd．，HebeiQianxi064302，China；2．DepartmentofControlScienceandEnginnering，ZhefiangU

3、nive~ity，Hangzhou310027，China)Abstract：Blastfurnacehotblaststoveisthekeylinkoftheenergyconsumptionintheblastfurnaceironmakingprocess．Analyzingandprocessingmechanismmodelofhotblaststove，usingsubspaceiden—tificationmethodtoidentifytheindustrialprocessesofon--gascycl

4、eandon-blastcycleofhotblaststoverespectivelybasedonitsmechanismmode1．Thenthestatespacemodelofthetwoindustrialprocessesisget．Theimportanceofidentificationmethodisillustratedandtheidentificationresultofhotblaststoveisanalyzed．Thefeasibilityoftheproposedmodelispresen

5、tedatthesametime．Keywords：mechanismmodelofhotblaststove；statespacemodel；subspaceidentification输出噪声以及状态噪声的情况估计出系统的状态空0引言间模型。图1表示了子空间系统辨识方法的基本高炉炼铁生产是钢铁工业流程上游的一个核心框图。工序，其中高炉热风炉是整个高炉炼铁工艺流程中能源消耗的关键环节。建立高炉热风炉系统的有效模型以及控制方案是提高热风炉运行效率、节能降耗的重点。目前国内热风炉平均送风温度低于世界水平，对于热风炉模型研究应

6、用不足，控制多采用人工手动，控制效果多依赖于操作工程师的经验。针图1子空间系统辨识方法的基本框图对以上缺陷，该文提出了一种基于子空间辨识的高相对于传统的辨识方法，子空间辨识方法有如炉热风炉模型。下优点：1子空间系统辨识简介1)不需要参数化，唯一需要的参数是系统的阶次；空间辨识的用途在于卜，对于一个系统，根据2)不需要迭代优化，算法实现仅依赖于一些简单可靠的线性代数工具，如QR分解、SVD分解等，收稿日期：2014—12—30基金项目：国家自然科学基金项目(61290321)；国家“863”项目运算速度快；(2012AA04

7、1709)。3)直接估计状态空间模型，适用于多变量系统作者简介：纪天波(1968)，男，河北迁西人，电子自动化专业工辨识。程师，从事发电系统方案设计与项目管理等。·126·工业仪表与自动化装置2015年第5期2高炉热风炉机理模型z,t)z,t)]针对工业过程系统辨识，需要基于开环运行过气体温度前差关系：程进行实验设计，得到相应的输入输出信号用于辨(+，)=hzrdAz[(z,t)一(z,t)]+c识。为了使建立的模型可以方便应用并且能尽量贴(z，t)近于实际工况，在这里做出一些假设：得到前差关系之后可以对高炉热风炉输出进行

8、1)煤气在拱顶燃烧形成的高温烟气均匀进入递推式的求解，由输入得到相应的输出。蓄热室的每一个格孔内，并且热量分布相同；实验设置高炉热风炉燃烧期和送风期固定，燃2)燃烧期内煤气燃烧后温度保持不变，即燃烧烧时间为110min，送风期为60min，采样时间为1s。期拱顶温度保持稳定；输入信号分别为常规煤气流量与