阳极焙烧排烟系统负压控制方案研究

论文摘要

阳极焙烧是电解铝工业的重要工序，焙烧阳极直接影响到铝电解的电流效率，因此，如何提高阳极焙烧技术成为铝电解工业研究的重要课题。本课题对阳极焙烧控制系统的国内外发展现状及研究进展进行了综述，负压是阳极焙烧控制的主要参数之一，在实际生产过程中，需要对负压进行控制，如果合理控制，可以准确掌握焙烧炭块的温升速率，对于焙烧阳极的质量和产能具有重大现实意义和理论价值。首先对阳极焙烧工艺以及阳极排烟架被控参数进行深入研究，通过分析实际工程应用中存在的问题，提出开展阳极焙烧排烟系统负压控制研究的综合思路，并以此作为本文的研究思路，开展相应的研究工作。在工业控制中，PID控制是经典理论控制方法，它是一种结构简明，易于实现，同时可靠性高且高鲁棒性的算法，通常用于一些线性定常系统的控制，由于阳极焙烧负压控制系统精确模型难以建立，经典PID控制存在静态误差，模糊控制存在着控制品质粗糙、控制精度不高，为满足焙烧排烟架负压控制的精确要求，结合PID控制与智能控制的优点，提出了变论域模糊自适应PID控制算法，完成了变论域模糊自适应PID控制器的设计，在MATALAB平台上进行控制系统仿真并对其进行仿真优化，通过对仿真结果的分析比较，得出采用变论域模糊自适应PID控制的方法更能满足阳极焙烧负压技术的要求。为了更好满足阳极焙烧生产的需要，结合排烟系统的负压控制特性，提出以PLC为底层的双重冗余网络控制方式，在实际工程背景中实现变论域模糊自适应PID控制算法，实现了阳极焙烧控制系统的优化。这些工作对提高阳极焙烧质量具有十分重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外阳极焙烧控制的发展概况
• 1.2.2 国内阳极焙烧控制的发展概况
• 1.3 阳极焙烧排烟系统负压控制存在的问题
• 1.4 课题的研究内容及结构安排
• 第2章 预焙阳极焙烧概述
• 2.1 预焙阳极生产工艺及流程
• 2.1.1 工艺
• 2.1.2 流程
• 2.2 阳极焙烧及工艺要求
• 2.3 焙烧排烟负压系统控制简介
• 2.4 焙烧排烟系统控制工况分析
• 2.4.1 焙烧火道负压对产品性能的影响
• 2.4.2 影响焙烧火道负压的因素
• 第3章 排烟系统负压控制策略研究
• 3.1 控制对象简介
• 3.1.1 控制对象的模型
• 3.2 PID 控制
• 3.2.1 PID 控制的基本原理
• 3.2.2 PID 参数整定方法
• 3.2.3 经典 PID 控制仿真
• 3.3 经典模糊控制
• 3.3.1 模糊控制的原理
• 3.4 变论域模糊自适应 PID 控制
• 3.4.1 变论域模糊控制
• 3.4.2 论域伸缩因子的设计
• 3.4.3 变论域模糊自适应 PID 控制器设计
• 3.4.4 变论域模糊自适应 PID 控制器仿真
• 3.5 控制系统仿真结果对比
• 第4章 负压控制系统研究
• 4.1 系统总体框图及系统控制指标
• 4.2 负压控制系统设计及构成介绍
• 4.3 阳极焙烧负压控制系统程序流程图
• 4.4 阳极焙烧负压控制系统应用效果及其分析
• 结论与展望
• 1.结论
• 2.展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录