電子課題論文神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在石灰窯爐建模與控制中應(yīng)用

1、1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在石灰窯爐的建模與控制中的應(yīng)用在石灰窯爐的建模與控制中的應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用廣泛，尤其在系統(tǒng)建模與控制方面，都有很好應(yīng)用。下面簡(jiǎn)要介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在石灰窯爐的建模與控制中的應(yīng)用，以便更具體地了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用中的具體問題和應(yīng)用效果。1石灰窯爐的生產(chǎn)過程和數(shù)學(xué)模型石灰窯爐的生產(chǎn)過程和數(shù)學(xué)模型石灰窯爐是造紙廠中一個(gè)回收設(shè)備，它可以使生產(chǎn)過程中所用的化工原料循環(huán)使用，從而降低生產(chǎn)成本并減少環(huán)境污染。其工作原理和過程如圖1所示，它

2、是一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的金屬圓柱體，其軸線和水平面稍稍傾斜，并能繞軸線旋轉(zhuǎn)，所以又稱為迴轉(zhuǎn)窯。含有大約30%水分的（碳酸鈣）泥槳由左端輸3CaCO入迴轉(zhuǎn)窯，由于窯的坡度和旋轉(zhuǎn)作用，泥槳在爐內(nèi)從左向右慢慢下滑。而燃料油和空氣由右端噴入燃燒，形成氣流由右向左流動(dòng)，以使泥槳干燥、加熱并發(fā)生分解反應(yīng)。迴轉(zhuǎn)窯從左到右可分為干燥段、加熱段、煅燒段和泠卻段。最終生成的石灰由右端輸出，而廢氣由左端排出。圖1石灰窯爐示意圖這是一個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)過程，原料和燃料不斷輸入，

3、而產(chǎn)品和廢氣不斷輸出。在生產(chǎn)過程中首先要保證產(chǎn)品質(zhì)量，包括的含量、粒度和多孔性等指CaO標(biāo)，因此必須使?fàn)t內(nèi)有合適的溫度分布，溫度太低碳酸鈣不能完全分解，會(huì)殘留在產(chǎn)品中，溫度過高又會(huì)造成生灰的多孔性能不好，費(fèi)燃料又易損壞窯壁。但是在生產(chǎn)過程中原料成分、含水量、進(jìn)料速度、燃油成分和爐窯轉(zhuǎn)速等生產(chǎn)條件經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化，而且有些量和變化是無(wú)法實(shí)時(shí)量測(cè)的。在這種條件下，要做到穩(wěn)定生產(chǎn)、高質(zhì)量、低消耗和低污染，對(duì)自動(dòng)控制提出了很高的要求。以前曾有人分

4、析窯爐內(nèi)發(fā)生的物理化學(xué)變化，并根據(jù)傳熱和傳質(zhì)過程來(lái)建立窯爐的數(shù)學(xué)模型，認(rèn)為窯爐是一個(gè)分布參數(shù)的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，可以用二組3量流速，這是生產(chǎn)中的主要調(diào)節(jié)手段。被控量選為爐窯熱端的溫度和爐窯2u1y冷端的溫度，因?yàn)檫@兩點(diǎn)的溫度決定了爐內(nèi)的溫度分布曲線，而溫度分布曲2y線又是影響產(chǎn)品質(zhì)量和能耗的最關(guān)鍵的因素。從實(shí)現(xiàn)角度看，這四個(gè)變量也是容易實(shí)時(shí)測(cè)量的。因此，石灰窯可近似為一個(gè)二輸入二輸出的非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其中與是相關(guān)的。1y2y應(yīng)用前面介紹的

5、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)方法，石灰窯NARMA方程是ppp()[(1)()(1)()]ykfykyknukukm???????其中T12T12()[()()]()[()()]ykykykukukuk??采樣周期定為1.125min，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)果，選擇已能足夠精2nm??確地描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同，可以用下式表示：Mpp()[(1)(2)(1)(2)]ykfykykukuk?????定義系統(tǒng)輸出與模型輸出之間的誤差