電除塵控制器參數(shù)優(yōu)化算法研究及應(yīng)用.pdf

1、靜電除塵器(ESP)具有除塵效率高、運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低廉、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于電力、水泥、冶金等工業(yè)領(lǐng)域,在大氣污染的治理和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)方面做出了顯著的貢獻(xiàn),但是瀝青煙氣凈化ESP普遍存在著除塵效果不理想,過度依賴手動調(diào)節(jié)參數(shù)等問題。
　　在對用于瀝青煙氣凈化的ESP所存在的問題做了深入分析的基礎(chǔ)上,介紹了基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)硬件平臺的智能型ESP高壓電源主控制器的設(shè)計(jì),主要工作如下所述:
　　(1)

2、根據(jù)ESP電源控制器的需求制定了以FPGA為核心處理器的整體實(shí)現(xiàn)方案,該控制器不僅可以實(shí)時(shí)地顯示各種運(yùn)行狀態(tài)及故障信息,還設(shè)計(jì)了RS485通信接口,為實(shí)現(xiàn)ESP的集散控制提供了必要的條件。
　　(2)基于Protel設(shè)計(jì)了控制器的板級電路原理圖,并詳細(xì)分析了ESP運(yùn)行參數(shù)的特點(diǎn)和硬件資源需求情況,對系統(tǒng)中的主要芯片進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。
　　(3)在Quartus II集成開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行了控制器的接口邏輯電路和功能模塊邏輯電路的設(shè)

3、計(jì)工作,并對設(shè)計(jì)的所有模塊進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　對火花放電信號的準(zhǔn)確判斷和及時(shí)處理是決定ESP電源控制器控制性能的關(guān)鍵因素。盡可能的抑制火花狀態(tài)的發(fā)生,可以確保ESP取得較高的除塵效率,不僅有效的節(jié)約了電能,也保證了設(shè)備的安全。因此本文從以下四個(gè)方面著手重點(diǎn)解決影響ESP性能的火花放電問題:
　　(1)分析了ESP二次電壓閉環(huán)控制的特點(diǎn),將帶死區(qū)的積分分離增量式數(shù)字PID用于二次電壓的閉環(huán)跟蹤,該算法在保證響應(yīng)速度的同時(shí)又避

4、免了超調(diào)的發(fā)生,可以實(shí)現(xiàn)對火花的有效抑制。
　　(2)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)火花放電信號預(yù)測,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對ESP歷史運(yùn)行參數(shù)的學(xué)習(xí),計(jì)算出ESP下一時(shí)刻的運(yùn)行參數(shù)值,從而得到ESP的運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測值。并針對該模型存在計(jì)算量大的問題,在分析了ESP運(yùn)行參數(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,將運(yùn)行參數(shù)聚類中心作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型的預(yù)處理層,從而大幅降低計(jì)算量,確保該算法在嵌入式NiosII處理器中的運(yùn)行時(shí)間滿足系統(tǒng)需求。Matlab仿真結(jié)果表明該模型可以準(zhǔn)