中儲式鋼球磨制粉系統(tǒng)的建模與優(yōu)化控制研究.pdf

1、鋼球磨煤機(jī)是中儲式制粉系統(tǒng)的核心設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外中小型電廠。它是一個典型的強(qiáng)非線性、多變量耦合系統(tǒng)，而現(xiàn)有的常規(guī)控制策略大都建立在對象的線性模型基礎(chǔ)上，很難取得理想的控制效果；此外如何建立該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的優(yōu)化控制具有重要的理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先針對球磨機(jī)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了簡要的概述，詳盡地研究了幾種多變量系統(tǒng)的解耦控制算法，并闡述了復(fù)雜系統(tǒng)的建模方法。 根據(jù)球磨機(jī)的運(yùn)行機(jī)理，結(jié)合前人的研究

2、成果，提出了新型的多變量系統(tǒng)控制算法，并針對鋼球磨損、磨負(fù)荷以及整個球磨機(jī)系統(tǒng)分別進(jìn)行了建模研究，通過仿真實(shí)驗(yàn)表明建模與優(yōu)化控制的有效性。 (1)針對鋼球的磨損情況進(jìn)行了綜合分析，建立了一套新的鋼球磨損模型以及反映運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的性能評價方程，最后利用泛灰數(shù)線性方程組和最小二乘回歸的方法，對模型進(jìn)行了辨識。該磨損模型對于如何進(jìn)行鋼球的配比和補(bǔ)加球，對分析運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有很強(qiáng)的理論指導(dǎo)意義。 (2)基于魯棒整定的內(nèi)模控制原理，導(dǎo)

3、出一種多變量系統(tǒng)的PID控制器參數(shù)整定新方法，可直接獲得控制器的比例項(xiàng)、積分項(xiàng)、微分項(xiàng)系數(shù)以及考慮到微分項(xiàng)可實(shí)現(xiàn)性的實(shí)際微分環(huán)節(jié)的時間常數(shù)。該整定方法應(yīng)用于嚴(yán)重多變量耦合的電廠制粉系統(tǒng)球磨機(jī)控制的仿真研究，結(jié)果表明：所整定的PID控制系統(tǒng)具有良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，在系統(tǒng)特性變化的情況下具有很強(qiáng)的魯棒性。 (3)基于CMAC原理，實(shí)現(xiàn)了CMAC軟測量的算法，通過采集球磨機(jī)在堵磨和正常工況下的樣本數(shù)據(jù)來訓(xùn)練CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了磨煤機(jī)的

4、料位軟測量，并且證實(shí)了CMAC能夠準(zhǔn)確地反映料位，從而提高制粉系統(tǒng)的效率，節(jié)約用電，為制粉系統(tǒng)球磨機(jī)的控制優(yōu)化和節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了指導(dǎo)。 (4)對球磨機(jī)動態(tài)特性進(jìn)行機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，利用T—S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合簡化的減法聚類法和改進(jìn)PSO—BP混合算法優(yōu)化后件參數(shù)的思想，對球磨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了建模與辨識。仿真結(jié)果表明基于改進(jìn)PSO—BP混合算法的模型比基于遞推卡爾曼濾波的最小二乘估計(jì)具有更高的辨識精度。該建模方法為球磨機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)