基于分解率预报的连续碳酸化分过程模糊专家控制技术及应用

论文摘要

铝酸钠溶液的连续碳酸化分解是烧结法氧化铝生产中的关键工序之一，其分解率的控制对于提高产品的产量和质量，减少环境污染具有非常重要的意义。本文在深入分析连续碳酸化分解过程工艺的基础上，提出了分解率优化控制系统的结构，包括分解率优化设定模块、分解率智能预报模块和分解率模糊专家控制模块。在此基础上，详细阐述了分解率智能控制策略。分解率智能预报模块采用神经网络和专家系统，对难以实时测量的分解率进行智能建模。该模型由数据采集与处理模块、决策支持模块、预报模块、在线校正模块以及效果评价模块组成。在很大程度上解决了关键变量测量困难的问题，为系统的优化控制奠定了良好的基础。分解率模糊专家控制模块采用模糊控制技术结合专家控制技术，实现了分解率的优化控制。模糊专家控制模块包括三个回路：进料量控制回路、4~#槽通气量控制回路和5~#槽通气量控制回路。根据供料槽液位的改变，采用专家控制策略，改变进料阀门的开度，保证进料量的稳定，构成进料量控制回路；同时，根据分解率的预报值与设定值之间的偏差，采用模糊专家控制策略，改变4~#槽、5~#槽通气阀的开度，保证分解率的合格。本文提出的模糊专家智能控制策略在中铝氧化铝厂的连续碳酸化分解工序的实际生产中得到了应用。现场运行情况表明，这种控制策略符合工业实际，建立的软件系统稳定可靠，有效的控制了分解率，提高了产品产量、质量，创造了显著的经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 项目研究背景及意义
• 1.2 碳酸化分解研究现状
• 1.2.1 国内外氧化铝工业发展现状
• 1.2.2 碳酸化分解过程研究现状
• 1.3 智能控制技术
• 1.4 论文研究内容与结构安排
• 第二章 连续碳酸化分解过程总体控制方案
• 2.1 碳酸化分解机理
• 2.2 连续碳酸化分解过程工艺分析
• 2.2.1 连续碳酸化分解工艺简介
• 2.2.2 工艺要点
• 2.2.3 控制目标
• 2.2.4 影响因素分析
• 2.3 系统总体控制方案
• 2.3.1 控制思想
• 2.3.2 控制系统总体结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 分解率智能预报模块
• 3.1 软测量技术
• 3.1.1 软测量技术概述
• 3.1.2 软测量的应用现状与前景
• 3.2 分解率预报模型
• 3.2.1 BP神经网络预报模型
• 3.2.2 专家预报模型
• 3.2.3 智能预报模型的结构
• 3.3 结果仿真与分析
• #槽分解率预报模型的仿真和测试'>3.3.1 4^#槽分解率预报模型的仿真和测试
• #槽分解率预报模型的仿真和测试'>3.3.2 5^#槽分解率预报模型的仿真和测试
• #槽分解率预报模型的仿真和测试'>3.3.3 6^#槽分解率预报模型的仿真和测试
• 3.4 本章小结
• 第四章 分解率模糊专家控制模块
• 4.1 控制策略的研究
• 4.2 进料量控制
• 4.2.1 进料量控制器结构
• 4.2.2 专家控制器的设计
• 4.2.3 分解深度评价单元
• 4.2.4 进料量控制器的工作原理
• 4.3 通气量控制
• 4.3.1 通气量控制器结构
• #槽CO₂通气量控制'>4.3.2 4^#槽CO₂通气量控制
• #槽CO₂通气量控制'>4.3.3 5^#槽CO₂通气量控制
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统实现与运行结果
• 5.1 系统总体结构
• 5.1.1 现场设备层
• 5.1.2 过程监控层
• 5.1.3 车间管理层
• 5.1.4 控制系统的实现
• 5.2 优化控制软件结构与功能
• 5.3 工业应用效果及分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果