基于性能评价的烧结终点控制策略与应用

论文摘要

烧结过程作为钢铁冶金生产中的重要工序,主要为高炉炼铁提供高质量的烧结矿,烧结矿的好坏直接影响着高炉炉况和钢铁的产质量。烧结终点是反应烧结过程是否稳顺运行的一个重要状态参数,稳定烧结终点的位置可以提高烧结矿质量。因此,研究烧结终点控制对钢铁生产具有重要的意义。烧结过程是一个复杂的工业过程,具有非线性、部分参数难以检测、干扰因素多等特点。本文在充分分析烧结过程工艺机理及控制难点的基础上,通过对烧结终点过程生产数据的分析与研究,提出一种基于性能评估的烧结终点控制策略,实现烧结终点的有效控制。首先,针对过程生产中烧结终点难以测量的问题,建立烧结终点软测量模型,准确计算当前烧结终点位置。其次,针对烧结过程性能评价问题,结合过程生产数据,建立模糊综合评价模型,实现了烧结过程控制性能的综合评价。最后,利用模糊评价系数指导烧结终点控制,将烧结终点设定值与反馈值的偏差及其变化率作为自组织模糊控制器的输入,模糊控制器的输出为台车速度增量值。本文在常规模糊控制器的基础上设计自组织算法,利用自组织学习算法在线调整或修改模糊规则,通过改变台车速度稳定烧结终点。根据实际生产数据,通过仿真实验验证了本文所提建模与控制方法的有效性。为了进一步验证控制算法的工业应用价值,以某国有大型钢铁企业新建的烧结机为应用对象,充分利用原有基础自动化控制系统,在其基础上开发基于性能评估的烧结终点控制系统。通过实际运行表明该控制系统有效的稳定了烧结终点,提高了烧结矿产量和质量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 烧结终点控制研究现状
• 1.2.2 流程工业数据驱动研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 论文构成
• 第二章 烧结过程工艺分析及系统总体设计
• 2.1 烧结过程工艺与烧结终点控制
• 2.1.1 烧结过程工艺及特性
• 2.1.2 烧结终点控制
• 2.2 烧结终点控制难点分析
• 2.3 系统总体设计
• 2.3.1 烧结终点控制基本思想
• 2.3.2 总体结构设计
• 2.4 小结
• 第三章 烧结终点性能评价与自组织控制策略
• 3.1 烧结过程软测量模型
• 3.1.1 数据预处理
• 3.1.2 烧结终点软测量模型
• 3.2 烧结过程综合评价模型
• 3.2.1 综合评价模型分析
• 3.2.2 模型参数求解
• 3.2.3 评价值计算
• 3.3 烧结终点自组织控制策略
• 3.3.1 自组织模糊算法分析
• 3.3.2 烧结终点自组织模糊控制器设计
• 3.3.3 控制算法仿真及分析
• 3.4 小结
• 第四章 系统工业实现
• 4.1 系统总体结构
• 4.2 软件设计与实现
• 4.2.1 开发环境
• 4.2.2 控制系统整体架构
• 4.2.3 软件功能模块
• 4.2.4 数据通信
• 4.2.5 程序设计
• 4.3 系统运行结果
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要参与项目与研究成果