烧结厂配料自动控制系统研究

论文摘要

随着国民经济的发展,钢铁的需求急剧增加。钢铁工业已经成为国民经济发展的重要支柱。烧结是钢铁工艺中比较重要的工艺之一,烧结矿的质量直接决定着高炉的产量,而在烧结工艺中,配料又是其中一道比较复杂而又关键的工序,配料的好坏直接决定着烧结矿质量的好坏。但是,烧结配料系统较为复杂,难以建立数学模型。在这种情况下,如采用传统的PID控制器存在超调量大,调节时间长,系统频繁的调节引起系统的振荡,且参数不易实时在线调整的缺点,即不易维护,也难以满足实时控制的要求。本文采用带死区的PID调节,可以很简单的把下料量控制在计算机给定的误差范围内,不仅消除了传统PID调节造成的频繁调节而导致系统的小幅度的振荡,而且减少了现场的一次仪表的数量和维护,同时也满足了生产的要求。本文以武钢烧结厂五烧车间配料系统为开发背景,研究了:一、通过最小二乘法对烧结配料系统的被控对象模型的辩识;二、电子秤在配料秤量中的应用;三、现场一级PLC机与上位机采用工业以态网进行通讯;四、采用带死区的PID调节对被控对象的控制,研究了这种算法在烧结自动配料系统中的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 武钢烧结配料系统介绍
• 1.1.1 烧结配料工艺简介
• 1.1.2 烧结优化配料的重要性及意义
• 1.1.3 烧结自动配料技术发展现状
• 1.2 课题来源
• 1.2.1 武钢烧结厂配料控制系统设备现状
• 1.2.2 影响烧结配料控制的因素
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 系统辩识
• 2.1 系统辩识简介
• 2.2 新型的系统辩识方法
• 2.2.1 基于神经网络的系统辨识
• 2.2.2 基于遗传算法的系统辨识
• 2.2.3 基于模糊逻辑的系统辨识
• 2.2.4 基于小波网络的系统辨识
• 2.3 辩识的基本步骤
• 2.4 最小二乘法
• 2.4.1 最小二乘法的基本关系式及其估计原理
• 2.4.2 最小二乘递推算法（RLS）
• 2.4.3 确定模型的阶次
• 2.5 本章小结
• 第三章 PID 控制
• 3.1 PID 控制概述
• 3.2 PID 控制规律
• 3.3 PI 控制规律
• 3.4 PID 控制算法
• 3.4.1 位置式PID 控制算法
• 3.4.2 增量式PID 控制算法
• 3.4.3 Smith 预估PID 算法
• 3.5 PID 控制组态的实现
• 3.5.1 PID 子程序结构
• 3.5.2 参数表的构成
• 3.6 PID 参数的整定
• 3.6.1 用经验数据法确定PID 控制器参数
• 3.6.2 用试凑法确定PID 控制器参数
• 3.6.3 扩充临界比例度法
• 3.7 本章小结
• 第四章 带死区的PID 算法及仿真
• 4.1 带死区的PID 算法
• 4.2 死区参数对系统的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 配料现场检测系统
• 5.1 电子秤的介绍
• 5.2 电子皮带秤配料系统的现场工艺过程
• 5.3 称重传感器的工作原理
• 5.4 称重传感器受力与输出电压的关系
• 5.5 电子皮带称的工作原理
• 5.6 本章小结
• 第六章 烧结自动配料控制系统的实现
• 6.1 自动控制系统研究的方案
• 6.2 系统控制对象分析
• 6.2.1 配料系统的工艺分析
• 6.2.2 影响配料系统准确度的因素分析
• 6.2.3 系统数学模型的辩识
• 6.3 系统的设计思想与要求
• 6.3.1 控制思想的概述
• 6.3.2 配合比合理性检查
• 6.3.3 配合系数
• 6.3.4 排料量设定值演算处理
• 6.3.5 CFW 工作选择处理
• 6.3.6 牌料量累计偏差处理
• 6.3.7 控制方式的选择
• 6.4 系统的组成
• 6.4.1 系统的结构
• 6.4.2 二次仪表
• 6.4.3 人机交互设备系统
• 6.5 几种控制算法的比较
• 6.5.1 死区参数的选择
• 6.5.2 一般PID 算法的仿真
• 6.5.3 带死区PID 算法的仿真
• 6.6 实际应用效果
• 6.6.1 数据的采集及处理
• 6.6.2 数据的分析
• 6.7 本章小结
• 工作总结
• 参考文献
• 研究生期间发表的论文
• 致谢