基于无模型自适应的烧结终点控制系统的研究-控制科学与工程专业论文.docxVIP

河北工业大学硕士学位论文 河北工业大学硕士学位论文 基于无模型自适应的烧结终点控制系统的研究 基于无模型自适应的烧结终点控制系统的研究 基于无模型自适应的烧结终点控制系统的研究 摘 要 现代高炉炼铁的关键步骤就是烧结过程，烧结过程完成后产生烧结矿，高炉炼铁的产 品品质取决于烧结矿的好坏。烧结过程经历复杂的物理、化学变化，是一个典型的非线性、 强耦合、时滞时变系统，难以建立系统准确的数学模型，使得采取传统的控制方法难以满 足生产要求。烧结终点是判断烧结矿质量的重要标志，因此，研究如何利用现代控制技术 对烧结终点进行准确的控制，对于确保烧结生产过程的安全、提高烧结矿品质和增加企业 利润都具有重要的意义。 本文首先对烧结工艺进行了详细的分析，完成了烧结自动化系统的基础自动化级和过 程控制部分的设计，确定了检测仪表的选型与控制方法。其次，深入研究了烧结终点模型 和其影响因素，在此基础上研究了基于模糊控制和人工神经网络的烧结终点控制策略，并 分析了两种控制方法存在的优点和不足。最后，本文综合运用了模糊控制和无模型自适应 控制，提出一种基于无模型自适应控制的烧结终点智能控制策略。 该方法分别建立系统的基于软测量的模糊控制器、无模型预测控制器和中部风箱温度 的软切换模型。调整模糊控制器、无模型预测控制器的权值，即当中部风箱温度偏差较大 说明系统处于非稳态，这时增大无模型预测控制器的权值输出；当中部风箱温度偏差在一 定范围内时，说明系统处于稳态，这时增大模糊控制器的权值输出。通过这种方法来充分 发挥两控制器各自的优点，并互相弥补缺陷，大大的减少了计算量，实现了对烧结终点的 智能控制。最后，对现场采集的数据进行仿真实验，结果表明了方法的有效性和可行性。 关键词：烧结终点，自动化系统，无模型自适应控制 ，模糊控制，软切换 i PAGE PAGE iv RESEARCH OF BURNING THROUGH POINT CONTROL SYSTEM BASED ON MODEL FREE ADAPTIVE CONTROL ABSTRACT Sintering process is an important step in the process of modern iron- making, after the sintering process will produce sintering ores, the production quality of iron-making depends on the quality of sintering ores. Sintering process has gone through complex physical and chemical changes, it is a typical industrial system with nonlinear, strong coupling, time-delay and time variation, so it is difficult to establish an accurate mathematical model of the system, and meet the production requirements by using the traditional control techniques. Burning Through Point(BTP) is an important indicator in judging the quality of sintering ores. Therefore, research how to accurate control BTP by using the modern control technology has great significance for ensuring production safety of sintering process, improving quality of sintering ores, increasing profit of enterprise. First, this paper analyze sintering process detailed, complete the design of basic automation system and process control of sintering automation system, determine t he selection of instrumentation and control method. Secondly, study the BTP contr