基于差分進化算法的加熱爐預測控制.pdf

1、隨著現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展和能源危機問題的日益提升，能源資源的保護和有效利用成為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中的新問題和新重心。加熱爐是冶金行業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設備，也是鋼鐵工業(yè)中的耗能大戶。如何提高加熱爐的加熱效率，降低能耗，節(jié)約成本，提升競爭力對整個鋼鐵工業(yè)的節(jié)能具有重要的意義。
　　加熱爐是一個具有多變量、時變、非線性、強耦合、大慣性和純滯后等特點的典型復雜工業(yè)被控對象，加熱過程受多種生產(chǎn)工藝因素的制約。因此，加熱爐的優(yōu)化控制是一個復雜

2、的控制與優(yōu)化問題，采用常規(guī)控制技術難以取得良好的優(yōu)化控制效果。為了實現(xiàn)加熱爐爐溫的優(yōu)化控制，本文從鋼坯加熱爐生產(chǎn)實際和現(xiàn)代工業(yè)復雜化的實際出發(fā)，結(jié)合實際加熱爐控制的應用與研究現(xiàn)狀，以加熱爐的爐溫為主要研究對象，從以下幾個方面進行分析和研究。
　　(1)加熱爐爐溫預測控制。加熱爐是復雜的非線性系統(tǒng)，難以用精確的數(shù)學模型來描述。而廣義預測控制的特點是對數(shù)學模型依賴性不強，而且在工業(yè)實際生產(chǎn)過程中具有良好應用的效果。為了克服系統(tǒng)中由于其

3、它不確定性擾動造成的模型預測誤差，得到較為精確的爐溫預測值，本文采用基于差分進化算法的廣義預測控制算法，并取得了良好的實驗效果。
　　(2)預測控制的參數(shù)整定。由于燃氣流量的變化直接影響加熱爐爐溫控制，所以實現(xiàn)對其準確控制是確保爐溫優(yōu)化的重要方法.本文為了實現(xiàn)對輸入量大小的最佳控制，采用了基于差分進化算法的PID控制器參數(shù)整定方法，對控制變量進行智能優(yōu)化。
　　(3)建模仿真實驗。對本文的算法模型通過C#高級編程語言以及MA