臺車式加熱爐優(yōu)化控制研究.pdf

1、爐溫控制是過程控制中最常用的控制系統(tǒng)。隨著科學技術的不斷進步，工業(yè)過程的對象越來越復雜，對被控對象的控制要求也越來越高，不僅要求有良好的控制精度和動態(tài)性能，而且節(jié)能、環(huán)保也已成為當今研究的熱點問題。加熱爐作為工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要設備，對其溫度控制的研究已經(jīng)渡過了漫長的歷史時期。但究其根本目標也就是保證質(zhì)量、節(jié)能減排。目前國內(nèi)加熱爐生產(chǎn)實際中以PID控制技術為主。由于PID控制技術的局限性，對于具有非線性、大慣性、大滯后的加熱爐系統(tǒng)很難能

2、達到良好的控制效果。本文旨在提高加熱質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保的目標采用新型的燃燒技術和各種控制策略對加熱爐進行優(yōu)化控制，提高控制效果。
　　本文以“中國第二重型機械有限公司”和“河北鼎佳爐業(yè)有限公司”合作的臺車式燃氣加熱爐項目為研究背景。分析了加熱爐的工作原理和特點，根據(jù)加熱爐的控制要求，采用脈沖燃燒方式和蓄熱式燃燒方式相結合的控制方式，這兩種方式的有機結合大大提高了爐溫的控制效果。脈沖燃燒方式較連續(xù)加熱方式有很大的優(yōu)越性，但這種方式節(jié)能效

3、果差；而蓄熱式燃燒有其火焰彌散，控制的溫度不均勻等不足，因此這兩種方式單獨使用都有很大的局限性。本文就針對以上問題分析了重慶沃克斯科技有限公司的燃燒技術，將其改進后應用到燃氣加熱爐的生產(chǎn)上。該技術綜合了脈沖燃燒和蓄熱式燃燒技術的優(yōu)點，彌補了它們的不足，改善了溫度控制效果。
　　臺車式加熱爐是一個大滯后、大慣性的非線性過程，通常采用PID控制方法。但這種方法適合控制線性特性較強的對象，控制效果不理想。所以幾年來，很多學者引入神經(jīng)網(wǎng)絡

4、控制技術。由于PID和單一神經(jīng)網(wǎng)絡控制具有一定的局限性，因此本文在爐溫控制方面做了以下研究：
　　(1)本文采用了神經(jīng)網(wǎng)絡PID技術。這種控制技術將PID控制與神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術有機結合，有效地改善了單一控制器的不足，提高了控制質(zhì)量。
　　(2)根據(jù)爐溫控制過程特點，將預測控制技術引入爐溫控制中。控制器與預測器有機結合，使被控量能得到很好的跟蹤，提高了爐溫的控制精度。
　　(3)采用蟻群算法優(yōu)化PID控制器參數(shù)，使PID