加热炉动态优化控制策略的开发

本文将以板坯加热炉离散状态空间模型为基础,研究开发加热炉的动态优化控制策略。鉴于加热炉生产过程的复杂性,作者把加热炉的控制策略分解为二部分:稳态最优化炉温设定值的求取及炉温设定值的动态补偿。稳态最优化中采用了启发式搜索方法,而动态补偿则基于前馈-反馈原理。本文所提出的启发式搜索(Heuristic Search)方法具有计算量小,收敛速度快等优点,而动态补偿又具有较强的克服加热炉复杂多变的工况扰动影响的能力。通过在工业现场的近一年的连续运行表明,该优化控制策略的性能明显优于原常规燃烧控制系统,并能降低能耗9%,减少钢坯烧损0.18%,直接经济效益达100万元/年以上。     

加热炉多模式动态优化控制策略

针对加热炉优人控制存在的缺陷,提出一种加热炉多模式动态优化控制策略。该控制策略包括稳态优化炉温设定值的求解和炉漫设定的动态补偿。在稳取优化中采用了单纯形法,而动态补偿则采用了以ＰＩＤ调节为主、以专家经验为辅的控制手段。仿真研究表明控制策略效果良好,既节约了大量能源又提高了产品质量。     

基于分离方法的加热炉模糊专家控制策略

对某轧钢加热炉燃烧过程控制中存在的问题,提出了一种基于分离方法的模糊专家控制策略;根据炉温偏差和偏差变化率获得燃气流量的设定值,在温度偏差较小时使用模糊控制,保证较好的控制精度,在温度偏差较大时采用专家控制,保证快速的升温和降温效果,同时按照生产率模型调节空气流量,克服了传统控制策略中无法解决的燃气热值波动时空气燃料比难以自动修正的缺陷;实际应用表明,文章提出的控制策略获得了较好的控制效果。     

工业大系统双层结构预测控制的集中优化与分散控制策略

为降低工业大系统模型预测控制(Model predictive control,MPC)在线计算复杂度,同时保证系统的全局优化性能,提出一种集中优化、分散控制的双层结构预测控制策略.在稳态目标计算层(Steady-state target calculation, SSTC),基于全局过程模型对系统进行集中优化,将优化结果作为设定值传递给动态控制层;在动态控制层,将大系统划分为若干个子系统,每个子系统分别由基于各自子过程模型的模型预测控制进行控制,为减少各子系统之间的相互干扰,在各个子系统之间添加前馈控制器对扰动进行补偿,提高系统的总体动态控制性能.该策略的优点在于能确保系统全局最优性的同时降低了在线计算量,提高了工业大系统双层结构预测控制方法的实时性.仿真实例验证该方法的有效性.     

用比例控制器实现对扰动的全补偿

为了获得用比例控制器实现对可测量扰动的全补偿和将扰动响应与设定值响应分别处理，本文提出了一种多控制器策略。它由四个控制器，即：一个设定值控制器、两个扰动控制器和一个比例前馈控制器。这四个控制器可以分别独立设计获得好的设定值跟踪和抗扰动性能，特别是其前馈控制器是比例型的，可实现对可测量扰动的全补偿并保证了前馈控制器的可实现性。最后将该控制策略应用于压力槽的实时控制中，获得了良好的控制性能。     

加热炉炉温PLC模糊控制系统的设计

在加热炉炉温控制系统中,使用传统的PID控制方法很难达到预期目标.根据加热过程对温度控制的要求,设计了一种基于模糊理论的炉温PLC控制系统.该系统既具有-PLC控制抗干扰能力强、稳定性高的优点,又具有模糊控制响应速度快、控制简单等优点,对提高加热炉的加热效率和钢厂的经济效益具有积极的意义.实际运行结果表明,炉温偏差不超过设定值的3％.     

双蓄热式加热炉燃烧系统控制策略的研究

以加热炉燃烧系统的工艺流程为基础,分析了大型双蓄热式加热炉的控制策略.全炉烧嘴采用全分散换向控制,炉温控制采用改进型双交叉限幅控制,动态修正空燃比,排烟控制综合考虑炉压和排烟温度两个指标;同时在小负荷阶段引入开度-流量曲线进行控制并加以优化.实践表明,该方法在各种工况下均能同时对炉温、炉压、排烟温度进行良好的控制.     

改进型预测函数控制在感应电机功率优化中的应用

在对感应电机效率优化问题进行研究的基础上,考虑到传统方法在电机动态时无法同时兼顾响应性能和效率优化的缺陷,设计了一种新型分数阶PI(FOPI)预测函数控制策略.该控制策略将预测函数控制和分数阶PI两种算法相结合,构建具有分数阶比例、积分性质的多变量预测函数控制器,兼顾了感应电机动态效率与转速响应速度的优点.应用于电动机效率优化的最大转矩电流比控制方面,采用前馈补偿解耦设计的思路,将系统分解成两个具有可测扰动的子系统.仿真实验表明新型控制策略具有在线识别模型识别模型参数,跟踪效果好,抗干扰能力强,无超调,稳态误差小,取得了良好的控制效果.     

加热炉炉温智能控制系统的一种设计方案

针对步进式加热妒炉温控制系统中存在时变、非线性等特征,设计了燃气、空气回路流量设定值调节系统,并在该系统中了采用RBF神经网络整定PID控制器参数;针对炉温控制系统中参数耦合和系统模型不确定的问题,分别在燃气和助燃空气回路中设计了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的逆控制解耦系统,并对燃气和空气回路流量设定值进行动态跟踪.仿真结果表明:该步进式加热炉炉温智能控制系统具有鲁棒性好、抗干扰能力强、超调小,动态跟踪品质好和稳态精度高等特点.     

基于分散推理结构的加热炉钢坯温度分布模糊控制

针对钢坯加热炉系统所具有的典型分布参数特点,提出了一种基于分散推理结构的钢坯温度分布模糊控制方案．首先,将炉内钢坯温度偏差分布作为模糊推理系统的输入信息;然后,对于每一个炉温调整点,通过一组二维模糊控制器,产生一组与钢坯温度偏差分布对应的炉温补偿控制分量;最后,综合各控制分量获得各调整点处的炉温补偿量．仿真算例表明,该方案能够有效地保证钢坯按理想加热曲线完成加热过程．     

工业加热炉燃烧过程的模糊专家控制策略

本文将模糊控制与专家控制相结合，提出了一种模糊专家控制策略，用于工业加热炉燃烧过程的温度控制、在温度偏差较小时使用模糊控制，保证较好的控制精度；在温度偏差较大时采用专家控制，保证快速的升温和降温效果，实际应用表明，本文提出的控制策略具有响应快、鲁棒性强的特点，达到了较好的控制性能。     

步进式加热炉燃烧控制的新方法

针对常规交叉限幅控制方法负荷跟踪速度低的缺点,采用了具有快速补偿响应功能和抗积分饱和功能的改进交叉限幅燃烧控制方法;针对炉温过程具有时变非线性的特性,应用了自整定PID控制算法;针对加热炉下加热段与上加热段炉温对象耦合干扰严重的现象,应用了智能解耦控制方法。实际应用结果表明,该方法可提高加热炉各段炉温的控制精度,获得满足开轧所要求的钢坯温度,并能保证经济燃烧和安全运行。     

乙烯裂解炉炉管出口温度控制系统设计及应用

乙烯裂解炉炉管出口温度控制系统中存在着多变量耦合情况,导致在实际生产中很难实现对各组炉管温度的精确控制.针对这种情况,本文提出了一种基于可逆解耦策略和内模PID控制原理的多变量控制系统设计方案.文中首先介绍乙烯裂解炉的结构,并对其工作原理和生产的工艺流程作了简单说明;其次根据现场得到的数据并进行滤波,去趋势项等处理,运用预报误差算法(PEM)进行系统辨识,建立了过程的多变量输入输出模型;再次,介绍了可逆解耦方法的基本原理和实现过程,并针对辨识得到的模型,采用该方法设计系统的解耦环节.它可以避免采用传统解耦方法时的复杂运算过程,能够较为快捷地得到解耦参数矩阵.最后,针对解耦后的被控系统设计控制器.由于内模控制具有结构简单,控制性能良好等特点,本文中采用内模控制原理设计带滤波器形式的PID控制器,并给出了滤波系数等相关参数值.同时,对模型存在失配的情况和模型匹配时采用传统单回路控制策略的情况,以及不对系统解耦而直接设计PID控制器进行控制的情况分别进行仿真,并比较了仿真结果.分析表明,系统解耦后,对其控制时的静态误差消除时间大大缩短,动态性能得到改善,从而实现了对裂解炉炉管出口温度快速准确控制的要求,说明了该方案的有效性.     

井式炉温度控制系统

本文简要介绍井式炉的温度控制系统.通过对控温方式、测温元件、测温仪表的选择,炉温监测和记录系统的构建,采用AI智能调节器实现对井式炉温度的自动控制,提高炉温控制精度和均匀性,保证了工件的热处理质量.     

多区域厂房空调系统控制策略的设计与实施

多区域厂房的环境比较特殊,且其空调控制系统存在耦合、时变、滞后等非线性特性.针对厂房的环境特点和空调控制系统的难点,提出了新风量控制、末端送风阀控制和风量协调控制等一系列控制策略.为保障多区域厂房空调在多工况环境下的控制品质和稳定性,运用模糊控制实现风量协调控制,从而满足厂房各区域负荷变化.工程实施结果表明,厂房各区域的温湿度很好地满足了预定要求,从而证明了该控制策略的有效性.     

双蓄热式加热炉控制系统

加热炉是冶金企业中的主要耗能设备,针对目前我国轧钢加热炉的热效率较低及自动化低下的现状,开发了用于双蓄热式加热炉的计算机控制系统。该系统在换向控制中采用了基于状态转移的调度策略,降低了问题分析的复杂性。提高了系统运行的可靠性,在燃烧控制中采用了基于生产率模型的自动调温控制及空燃比自寻优策略,实现了燃烧优化控制,从而有效提高了生产效率。实际运行表明,系统运行可靠、高效,具有推广价值。     

Dynamic model based optimization control for reheating furnaces

This paper addresses the development of an advanced computer control strategy and its application to reheating furnaces. Based on the discrete state space reheating furnace model developed by the authors, a dynamic model based optimization strategy giving the optimal set points of the furnace zone temperatures and a relevant computer control system are proposed. The dynamic model based heuristic search algorithm is used to determine the optimal furnace zone temperature set points for minimal energy consumption under various operation conditions. Through more than one year's online running, the computer system shows that the proposed control system provides a considerable economic benefit through reducing the energy consumption and improving the quality of the heated slabs.     

板坯加热炉的递阶计算机控制

本文以作者开发的板坯加热炉离散状态空间模型为基础提出了以启发式搜索方法求解加 热炉炉温设定值最优化问题的原理,并介绍了基于上述原理的加热炉递阶计算机控制系统的 设计与实施.该系统经过一年多连续运行表明其控制准确、性能可靠,降低能耗9%,明显提 高钢坯的加热质量,直接经济效益可达100万元/年以上.     

基于改进PSO和BP混合优化算法的炉温控制系统研究

针对工业生产中电阻炉温度控制系统所存在的大惯性、大滞后等问题,提出一种应用于电阻炉炉温的基于改进粒子群(PSO,particle swarm optimization)算法的模糊RBF-PID控制策略.在该控制系统中,采用引入惯性权重因子和遗传变异算子的改进粒子群算法对模糊RBF(径向基函数)隶属度函数的初始值进行优化,再用BP(误差反向传播)算法进行细调,并结合模糊推理和RBF学习能力在线调整PID控制参数,从而达到最优的PID控制效果.仿真结果表明,该算法跟踪快、超调小、不易陷入局部极小值,同时鲁棒性和抗干扰性优于传统PID控制.