基于EMD的锌钡白回转窑煅烧温度滤波.pdf

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1、第48卷第5期石油化工自动化Vo1．48，No．52012年1O月AUTOMATIONINPETRO-CHEMICALINDUS『rRYOctober，2012基于EMD的锌钡白回转窑煅烧温度滤波杜启亮，莫鸿强(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510641)摘要：针对回转窑煅烧温度接触式测温方式中由于窑体转动引起的测量值的波动问题，提出采用基于经验模态分解的滤波算法来解决。利用固有模态函数的窄带性和频率递减性分别设计了离线和在线滤波算法。对仿真数据和锌钡白回转窑实际数据的处理结果表明，该滤波算法不但可以有效滤除窑体转

2、动带来的干扰，而且可适应窑体转速在既定范围内变化的情况。关键词：回转窑煅烧温度经验模态分解固有模态函数滤波中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1007—7324(2012)05—0025—04EMDBasedCalcinationTemperatureFilteringofLithoponeRotaryKilnDuQiliang，MoHongqiang(AutomationandEngineeringCollege，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou，510641

3、，China)Abstract：Contraposetothemeasurementfluctuationofcalcinationtemperatureinarotarykilnduetokilnbodyrotationwithcontactthermalmeasurement，anempiricalmodedecompositionbasedfilteringmethodwasproposed．Bothof-lineandon-linefilteringalgorithmsweredevelopedbasedonnar

4、rowbandandfrequencydecrementattributesofintrinsicmodefunctions．Themethodwasappliedtosimulateddataandrealdatafromalithoponekilnprocessrespectively．Theresultshoweditwasnotonlyabletoeliminatethedisturbancecausedbythekilnrotation，butalsoissuitableforrotaryspeedvarying

5、incertainrange．Keywords：rotarykiln；calcinationtemperature；EMD；IMF；filtering煅烧温度是煅烧回转窑的主要被控变量之笔者提出将经验模态分解EMD(EmpiricalEl-el_，而煅烧温度的稳定控制依赖于温度测量的ModeDecomposition)方法_g作为一种滤波算法，准确程度。根据火焰图像特征估计温度场分布是用于解决窑体转动对煅烧温度测量带来的干扰问测量高温物体温度的一种有效手段]，但是这种题。利用固有模态函数IMF(IntrinsicMode方

6、法计算量较大，对控制器运算性能要求很高。当Function)的窄带性和频率递减性设计滤波算法，物料温度不算很高(1000℃以下)，例如煅烧温对煅烧温度序列进行离线和在线滤波。度、干燥温度、窑尾温度、排风温度等，一般可以采1窑体转动对煅烧温度测量的干扰用热电偶测量。文献[5]给出了在旋转状态下，根某锌钡白煅烧回转窑结构如图1所示。窑长据温度场分布估计炉温的方法。文献E6]对水泥回3Om，直径2m以上，在1台变频调速的马达带动转窑二次风温测量误差的来源进行了分析，提出了下缓慢旋转。重油或油渣燃烧形成热空气从窑头二次风温的测量新

7、方法。在用热电偶进行煅烧温鼓向窑尾。原料由进料电机带动进料泵压入窑尾，度的测量中，由于窑体的转动导致的测量结果波动在重力作用下随窑体转动逐渐往窑头部位移动；由是必须要考虑的问题。文献[7]提出用硬件方法克服窑炉转动引起的干扰，但是硬件方法需要多个热稿件收到日期：2012—05—25。电偶，并需要相应改装滑动环，实现和维护困难，且基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金(2011ZM0122)成本高。在前期的工作中，提出了针对窑炉转动周资助。期进行优化的移动平均滤波算法_8]，大幅降低了成作者简介：杜启亮(198O一)，男，

8、广东佛山人，博士学位，一直从事本，也提高了滤波方法的灵活性。流程工业建模与控制的研究，任副研究员。26石油化工自动化第48卷热空气加热，经过干燥和煅烧后成为成品从窑头的篇幅，HHT的具体内容、理论和方法可参考文出料口排出；钢胆的作用是使物料的受热更加献[9—1O]。均匀。EMD过程可以理解为一步一步地剥