回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度預測控制綜合方法研究.pdf

1、回轉(zhuǎn)窯是冶金行業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，其運行狀態(tài)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗、生產(chǎn)安全以及成本。回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度是反映其運行狀態(tài)的重要參數(shù)，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯的安全穩(wěn)定運行以及降低勞動強度起著決定性的作用。由于回轉(zhuǎn)窯是一個多變量、非線性、時變、大慣性的典型復雜被控對象，傳統(tǒng)的控制方法難以達到理想的控制效果，目前許多場合還是根據(jù)現(xiàn)場操作人員的工作經(jīng)驗進行手動調(diào)節(jié)，自動化程度較低，存在生產(chǎn)效率低、能源消耗高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，因此研究回轉(zhuǎn)窯

2、煅燒溫度的控制方法具有重大意義。
　　本文以天鐵集團石灰礦回轉(zhuǎn)窯為背景，在分析回轉(zhuǎn)窯工藝過程特性、研究影響回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度因素的基礎(chǔ)上，得出通過調(diào)節(jié)煤氣流量和二次風流量可以有效地控制回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度。本文利用現(xiàn)有的天鐵集團石灰礦回轉(zhuǎn)窯實際運行數(shù)據(jù)，運用T-S模糊建模方法得到了回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度系統(tǒng)的T-S模型。采用了前件部分和后件部分分開辨識的方法，利用模糊C-均值聚類算法和最小二乘法分別辨識前后件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。進一步將該模型轉(zhuǎn)化為線性時

3、變狀態(tài)空間模型運用于后續(xù)的控制算法中。
　　針對回轉(zhuǎn)窯的復雜特性，本文采用預測控制綜合方法控制回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度。預測控制綜合方法以最優(yōu)控制作為最重要的理論參照體系，Lyapunov穩(wěn)定性分析方法作為性能保證，不變集和線性矩陣不等式作為基本工具，成為當前預測控制理論研究的主流。狀態(tài)反饋預測控制綜合方法存在兩個問題，一是該方法只能將系統(tǒng)狀態(tài)鎮(zhèn)定到原點，不能跟蹤給定的變化目標;二是該方法受限于其可行域的大小，往往不能實現(xiàn)大范圍的控制。本文

4、針對這兩個問題改進了狀態(tài)反饋預測控制綜合方法。輸出跟蹤預測控制綜合方法通過將根據(jù)給定的輸出計算得到的對應的穩(wěn)定狀態(tài)和輸入作為變量，并修改終端約束來實現(xiàn)輸出跟蹤。調(diào)度預測控制綜合方法引入調(diào)度的思想，離線設(shè)計一系列可行域互相重疊的控制器集合。在線時，在控制器的調(diào)度作用下，系統(tǒng)狀態(tài)在相互交叉的不同可行域之間運動，直至達到設(shè)定的目標平衡狀態(tài)，從而實現(xiàn)大范圍控制。
　　最后，本文設(shè)計了回轉(zhuǎn)窯煅燒溫度控制系統(tǒng)，仿真研究表明預測控制綜合方法可以