炉温控制系统的仿人智能融合策略.pdf

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1、炉温控制系统的仿人智能融合策略黄戎。等炉温控制系统的仿人智能融合策略HumanoidntelligenceFusionStrategyforFurnaceTemperatureControlSystem萤我1巫茜2(重庆工业职业技术学院自动化系1，重庆401t20；重庆理工大学计算机科学与工程学院2，重庆400054)摘要：为了解决由于工业窑炉复杂燃烧过程不确定性所导致的控制难题，提出了一种仿人智能的融合控制策略。分析了燃烧过程的控制论特性，总结了传统控制策略存在的问题，基于控制策略对比研究，并针对燃烧过程特性，设计和构造了控制算法。以二阶滞后过程为例进行的仿真对比试验结果显示

2、，所设计控制算法鲁棒性强，动、静态特性良好，该融合控制策略可完全满足用户在控制品质上对炉温控制系统的要求。关键词：工业窑炉不确定性特性复杂系统智能控制鲁棒性融合控制策略中图分类号：TP273文献标志码：AAbstract：Inordertosolvethecontroldifficultiescausedbytheuncertainlyofcomplicatedcombustionprocessofindustrialkiln，thehumanoidintelligentfusioncontrolstrategyisproposed．Thecyberneticcharacter

3、isticsofcombustionprocessareanalyzed，andtheproblemsexistingintraditionalcontrolstrategiesaresummarized．Basedoncomparativestudyuponthecontrolstrategies，inaccordancewiththefeaturesofcombustionprocess，thecontrolalgorithmisdesignedandconstructed．Withthesecondorderlagprocessasexample，theresultsof

4、simulatedcomparativeexperimentverifiesthatthecontrolalgorithmdesignedpossessesgoodrobustnessandexcellentdynamicandstaticcharacteristics，andthefusioncontrolstrategyfullymeetstherequirementsofusersuponcontrolqualityofthefurnacetemperaturecontrolsystem．Keywords：IndustrialkilnUncertaintycharacte

5、risticComplexsystemIntelligentcontrolRobustnessFusioncontrolstrategy0引言轧钢燃气加热炉、玻璃窑炉等工业窑炉的温度控制精度不但直接关系到产品质量、能源消耗以及周边环境等，而且其又是复杂系统，加热控制过程具有特殊性，所以工业窑炉的炉温控制即是控制工程中的重点亦是难点。采用传统的Smith补偿器难以解决纯滞后控制系统的控制问题_1]，因为其超调量仍高达16％。如典型的玻璃窑炉[2]．其数学建模困难．外界干扰复杂，传统控制难以实现高品质、强鲁棒性的控制。随着智能仪表的发展，要实现复杂控制，硬件装置已不是主要问题，控制

6、策略的选取才是关键所在。尽管模糊控制口1无需数学模型，但是模糊控制难以克服窑炉的不确定性；自较正模糊控制算法H。可以克服滞后时间的影响，但它是在假设被控对象数学模型已知的前提下考虑问题的；专家系统和人工神经网络在应用中同样存在此类问题[5]。本文结合工程实践，提出一种仿人智能融合策略以解决工业窑炉炉温控制存在修改稿收到日期：2013一01～04。第一作者黄戎(1968一)，男，2004年毕业于重庆大学生物工程学院，获硕士学位，副教授；主要从事检测仪表及其在自动化系统中应用的研究。《自动化仪表》第34卷第10期2013年10月的这些不确定问题。1燃烧控制中存在的问题炉温控制的本质

7、是对燃烧过程的控制。无论是固体燃料(如煤)、液体燃料(如油)还是气体燃料(如各种煤气、天然气等)，其发热量不仅与燃料本身的热质有关，还与空气燃料比紧密相关：加热的快慢与热交换介质和系统本身特性有关，是一个极其复杂的控制过程。窑炉具有大惯性大滞后的控制论特性，其参数具有不确定性、时变性与未知性，燃烧过程是非线性的，难以建立数学模型，且过程变量间有很强的关联性，因此，传统PID控制方法难以对窑炉燃烧实现高品质的控制。存在问题主要表现在以下几方面。①传统控制难以对不确定性进行数学建模．因此很难实现