水泥生產(chǎn)分解爐溫度過(guò)程仿真對(duì)象軟件的研發(fā).pdf

1、在新型干法水泥生產(chǎn)中，分解爐是預(yù)分解系統(tǒng)的核心設(shè)備，它承擔(dān)著燃料燃燒、氣固兩相換熱和碳酸鹽分解任務(wù)。分解爐的穩(wěn)定控制對(duì)于穩(wěn)定回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行、穩(wěn)定熟料質(zhì)量具有重要的作用。分解爐溫度是影響生料分解率質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)鍵工藝參數(shù)，但由于分解爐溫度過(guò)程機(jī)理復(fù)雜，工況多變，具有強(qiáng)非線性、純滯后、強(qiáng)耦合、不確定等特性，難以建立精確的過(guò)程動(dòng)態(tài)機(jī)理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，使得基于模型的控制和優(yōu)化方法難以應(yīng)用于分解爐溫度過(guò)程，從而導(dǎo)致了生料分解率不穩(wěn)定、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率低

2、、能耗高、操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大等一系列問(wèn)題，因此，研究分解爐溫度過(guò)程建模方法和仿真技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)分解爐溫度過(guò)程優(yōu)化控制方法的研究，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有重要的意義。
　　本文依托國(guó)家“863”高技術(shù)研究課題，為了深入研究分解爐溫度過(guò)程的優(yōu)化控制技術(shù)，建立了基于數(shù)據(jù)的分解爐溫度過(guò)程動(dòng)態(tài)模型并完成了仿真對(duì)象軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。本文的主要工作包括如下幾個(gè)方面:
　　(1)分解爐溫度過(guò)程動(dòng)態(tài)模型的建立。模型的輸入變量為

3、尾煤轉(zhuǎn)速與生料流量，輸出變量為分解爐溫度。首先提出了數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，包括數(shù)據(jù)濾波和數(shù)據(jù)歸一化處理。針對(duì)生料流量存在高頻測(cè)量噪聲的問(wèn)題，采用了Butterworth濾波算法實(shí)現(xiàn)低通濾波。對(duì)于模型結(jié)構(gòu)參數(shù)與模型超參數(shù)選擇，采用了網(wǎng)格搜索和交叉驗(yàn)證的尋優(yōu)算法。在確定了上述參數(shù)后，建立了基于ε-SVR的分解爐溫度過(guò)程模型和基于LP-SVR的分解爐溫度過(guò)程動(dòng)態(tài)模型。并對(duì)兩種模型的稀疏性問(wèn)題進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，在模型性能基本相同的情況下，LP-S

4、VR算法在模型稀疏性方面優(yōu)于ε-SVR算法。
　　(2)在建立上述模型的基礎(chǔ)上，完成了分解爐溫度過(guò)程仿真對(duì)象軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。該仿真對(duì)象軟件主要包括實(shí)時(shí)仿真與離線建模兩大功能。采用了RSView32和MATLAB平臺(tái)工具軟件開(kāi)發(fā)仿真對(duì)象軟件，主要包括初始參數(shù)設(shè)置界面、工藝流程界面、趨勢(shì)圖界面、基于ε-SVR模型界面、基于LP-SVR模型界面等前臺(tái)人機(jī)界面和后臺(tái)算法程序以及相應(yīng)的前后臺(tái)通訊接口，具有分解爐溫度過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真、仿真進(jìn)程控