發(fā)布時間：2018-01-25 01:42

  本文關(guān)鍵詞： 分解爐工況模板 回歸分析 灰色關(guān)聯(lián)分析 極限學(xué)習(xí)機(jī) T-S模糊模型 滑模控制　出處：《濟(jì)南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：水泥分解爐作為新型干法窯外分解系統(tǒng)的核心設(shè)備,承擔(dān)著燃燒、熱傳遞和物料分解的任務(wù)。若分解爐出口溫度太高,旋風(fēng)預(yù)熱器會發(fā)生結(jié)皮現(xiàn)象;相反,若分解爐出口溫度過低,爐內(nèi)的碳酸鹽分解率會降低。因此,保持合理穩(wěn)定的分解爐的出口溫度是分解爐控制的關(guān)鍵所在�？紤]到分解爐具有工況波動頻繁、非線性、且延時較大等特點(diǎn),直接建立模型以描述分解爐出口溫度變化動態(tài)較為困難,為此,需建立完備的分解爐工況模板,而后根據(jù)不同的工況建立相應(yīng)的分解爐數(shù)學(xué)模型,以便更加準(zhǔn)確的實施分解爐出口溫度控制。在水泥生產(chǎn)過程能效分析與優(yōu)化控制理論方法研究(山東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目:ZR2011FZ002)及新型干法水泥生產(chǎn)過程工況識別方法研究(山東省自然科學(xué)基金項目:ZR2010FM038)資助下,本文開展工作如下:(1)為精確控制分解爐出口溫度,需建立準(zhǔn)確的分解爐數(shù)學(xué)模型。考慮到分解爐工況波動頻繁等因素,首先需要建立一個合理完備的分解爐標(biāo)準(zhǔn)工況模板,而后分工況建立分解爐數(shù)學(xué)模型。參考水泥工廠設(shè)計規(guī)范(GB 50295-2008),借鑒現(xiàn)場優(yōu)秀操作人員工作經(jīng)驗,結(jié)合某5000t/d水泥廠生產(chǎn)線數(shù)據(jù),分析得出喂煤量、生料下料量及三次風(fēng)溫度是影響分解爐出口溫度的主要因素,繪制三維曲線,分析了各參變量間的關(guān)系,得到了合理的水泥分解爐標(biāo)準(zhǔn)工況模板,為后面建立基于標(biāo)準(zhǔn)工況模板的分解爐數(shù)學(xué)模型打下基礎(chǔ)。(2)根據(jù)(1)中所建立的模板,選取喂煤量、生料下料量及三次風(fēng)溫度作為建模所需輸入變量,分解爐出口溫度作為輸出變量,采用回歸分析學(xué)習(xí)算法建立水泥分解爐出口溫度在870-880℃時的數(shù)學(xué)模型。(3)考慮到現(xiàn)場應(yīng)用,所建模型需具有在線校正能力,以及時準(zhǔn)確反映分解爐溫度變化動態(tài)。因此,在(2)中所述建模方法的基礎(chǔ)之上,提出了一種基于灰色關(guān)聯(lián)分析的分解爐出口溫度在線切換建模方法。該方法能夠?qū)崟r計算喂煤量、生料下料量、三次風(fēng)溫度與分解爐出口溫度之間的灰色關(guān)聯(lián)度,選取關(guān)聯(lián)度最大的變量作為建模的輸入變量,建立了分解爐出口溫度在870-880℃時的切換模型,并給出了在線模型校正方法。(4)為建立基于標(biāo)準(zhǔn)工況模板的分解爐數(shù)學(xué)模型,在(3)中所述建模方法的基礎(chǔ)之上,提出了一種水泥分解爐出口溫度在線T-S模糊建模方法。考慮到三次風(fēng)溫度主要受三次風(fēng)量的影響,而分解爐在正常工作狀態(tài)下,三次風(fēng)閥門開度保持恒定,因此僅選用喂煤量及生料下料量作為建模所需輸入變量,采用回歸分析和極限學(xué)習(xí)機(jī)方法建立分解爐出口溫度局部模型,根據(jù)水泥預(yù)分解工藝特點(diǎn),劃分隸屬度曲線,給出了水泥分解爐出口溫度在820-880℃時的T-S模糊模型。(5)為準(zhǔn)確控制分解爐出口溫度,需結(jié)合模型制定控制策略。根據(jù)上文所提建模方法,針對分解爐出口溫度在840-860℃這一典型工況,建立了分解爐回歸模型,并采用自適應(yīng)趨近率求取最優(yōu)控制量,設(shè)計了具有自適應(yīng)能力的水泥分解爐滑�？刂破鳌７抡娼Y(jié)果證明了所建控制器的準(zhǔn)確性。
[Abstract]:The core equipment of cement decomposing furnace as new dry kiln decomposition system, undertakes combustion, heat transfer and material decomposition task. If the decomposition furnace outlet temperature is too high, will happen cyclone preheater crust; on the contrary, if the decomposition furnace outlet temperature is too low, the furnace carbonate decomposition rate will be reduced. Therefore, to maintain export the temperature of decomposing furnace is the key to stable decomposition furnace control. Considering the condition of decomposition furnace with frequent fluctuations, nonlinear, large time delay and other characteristics, the direct model is established to describe the dynamic changes of the decomposition furnace temperature is difficult, need to establish a complete template decomposition furnace condition, and then the corresponding mathematical model of decomposition furnace set up according to different conditions, so that the implementation of more accurate decomposition furnace outlet temperature control. In the analysis of control theory and optimization method for the cement production process of energy (Natural Science of Shandong Province Science Fund Project: ZR2011FZ002) research and new dry cement production process condition recognition method (Natural Science Foundation of Shandong Province: ZR2010FM038) under the auspices of the work in this paper are as follows: (1) for the precise control of decomposition furnace outlet temperature of decomposing furnace, need to establish accurate mathematical model. Considering the decomposition furnace condition fluctuation first of all, the need to establish a reasonable and complete decomposition furnace standard condition template, then conditions to establish a decomposition furnace mathematical model. The reference code for design of cement plant (GB 50295-2008), from the experience of outstanding field operation personnel, combined with a 5000t/d cement production line data, analysis of coal feeding, raw material quantity and three air temperature is the main factor affecting the decomposition of furnace outlet temperature, 3D curve, analyzes the relationship between the variables, to obtain a reasonable Cement Decomposing Furnace standard conditions as template. The back up decomposition furnace mathematical model based on the template under standard conditions. (2) according to (1) in the template, select the coal feeding, raw material quantity and three wind temperature as the input variables needed for modeling, decomposition furnace outlet temperature as output variables, regression analysis was used to study the mathematical model of cement the decomposing furnace exit temperature at 870-880 DEG C to establish algorithm. (3) considering the field application, the model with online correction ability, and accurately reflect the dynamic changes of temperature of decomposing furnace. Therefore, in (2) on the basis of the modeling method, a grey relational analysis of decomposing furnace the outlet temperature of online modeling method based on switching. This method can real-time calculation of coal feeding, raw material quantity, grey correlation degree between the three air temperature and the decomposing furnace exit temperature, select the maximum correlation variables as input variables of the model, A switching model decomposing furnace exit temperature at 870-880 DEG C, and gives a model of online correction method. (4) to establish the mathematical model of decomposition furnace based on template in standard condition, (3) on the basis of the modeling methods, put forward a kind of cement decomposing furnace exit temperature online fuzzy modeling method T-S three. Considering the air temperature is mainly affected by the three volume, and decomposing furnace under normal working condition, the three valve opening is kept constant, so only use coal feeding and raw feed as needed for modeling the input variables by regression analysis and extreme learning machine method to establish the decomposing furnace exit temperature the local model, according to the process characteristics of cement precalciner, division membership curve, given the cement decomposing furnace exit temperature at 820-880 DEG C to T-S fuzzy model. (5) for accurate control of decomposing furnace exit temperature, should be combined with the formulation of control model Strategy. According to the modeling method mentioned above, the decomposing furnace exit temperature at 840-860 DEG. The typical working conditions, a decomposition furnace regression model, and the adaptive approach to obtain the optimal rate control, designed an adaptive sliding mode controller for Cement Decomposing Furnace. The simulation results prove that the accuracy of the controller.

【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ172.6

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本文編號：1461632