臺(tái)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(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工業(yè)過程的對象越來越復(fù)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(dòng)態(tài)性能，而且節(jié)能、環(huán)保也已成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)問題。加熱爐作為工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，對其溫度控制的研究已經(jīng)渡過了漫長的歷史時(shí)期。但究其根本目標(biāo)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(shí)際中以PID控制技術(shù)為主。由于PID控制技術(shù)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(dá)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(biāo)采用新型的燃燒技術(shù)和各種控制策略對加熱爐進(jìn)行優(yōu)化控制，提高控制效果。
　　本文以“中國第二重型機(jī)械有限公司”和“河北鼎佳爐業(yè)有限公司”合作的臺(tái)車式燃?xì)饧訜釥t項(xiàng)目為研究背景。分析了加熱爐的工作原理和特點(diǎn)，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(jié)合的控制方式，這兩種方式的有機(jī)結(jié)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(dú)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(shù)，將其改進(jìn)后應(yīng)用到燃?xì)饧訜釥t的生產(chǎn)上。該技術(shù)綜合了脈沖燃燒和蓄熱式燃燒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了它們的不足，改善了溫度控制效果。
　　臺(tái)車式加熱爐是一個(gè)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(qiáng)的對象，控制效果不理想。所以幾年來，很多學(xué)者引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

4、控制技術(shù)。由于PID和單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(luò)PID技術(shù)。這種控制技術(shù)將PID控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)有機(jī)結(jié)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(diǎn)，將預(yù)測控制技術(shù)引入爐溫控制中?？刂破髋c預(yù)測器有機(jī)結(jié)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