發(fā)布時(shí)間：2020-12-18 17:24

　　高爐壓縮機(jī)送風(fēng)系統(tǒng)是高爐煉鐵生產(chǎn)流程中能源消耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的動(dòng)力樞紐。根據(jù)國(guó)家對(duì)高耗能企業(yè)提出的節(jié)能減排要求,利用控制理論方法對(duì)高爐壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制,提高壓縮機(jī)送風(fēng)效率并節(jié)約能源。目前高爐壓縮機(jī)送風(fēng)系統(tǒng)存在性能曲線隨入口環(huán)境變化發(fā)生偏移,且壓縮機(jī)性能特性曲線與管網(wǎng)特性曲線不匹配的問(wèn)題。因此,對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)效率優(yōu)化與控制策略的研究具有重要意義。本文首先對(duì)該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了具體的分析。目前針對(duì)壓縮機(jī)入口環(huán)境的補(bǔ)償方法過(guò)于粗略,且傳統(tǒng)的PID控制方法無(wú)法達(dá)到節(jié)約能源的要求。本文通過(guò)分析壓縮機(jī)性能曲線隨入口環(huán)境的變化規(guī)律,結(jié)合風(fēng)機(jī)相似定律推導(dǎo)出了壓縮機(jī)風(fēng)量風(fēng)壓修正系數(shù),再根據(jù)熱力學(xué)原理建立了壓縮機(jī)溫度補(bǔ)償模型,得到補(bǔ)償后的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速,提出了壓縮機(jī)入口環(huán)境分級(jí)溫度補(bǔ)償方案。其次,在MG模型的基礎(chǔ)上,通過(guò)分析壓縮機(jī)系統(tǒng)的工作機(jī)理,推導(dǎo)出了適合壓縮機(jī)控制器設(shè)計(jì)的雙輸入雙輸出非線性動(dòng)力學(xué)模型。對(duì)壓縮機(jī)非線性模型進(jìn)行了處理,并利用非線性狀態(tài)反饋精確線性化設(shè)計(jì)了壓縮機(jī)系統(tǒng)控制律,提出了基于非線性狀態(tài)反饋的壓縮機(jī)跟蹤控制方案�；谏鲜龇治龊驮O(shè)計(jì)結(jié)果,借助Matlab/simuli... 

【文章來(lái)源】：天津理工大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Moore-Greitzer模型

- 39 -圖 4.12 壓縮機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型仿真圖壓縮機(jī)雙輸入雙輸出模型如圖 4.12 所示，根據(jù)表 4-1 計(jì)算出模型仿真圖中各模塊的參數(shù)值。根據(jù) 4.3.2.1 小節(jié)中保持壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)速范圍為(1500～1950r/min)和出口節(jié)流閥開(kāi)度的范圍為(0.7～1),在壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行范圍內(nèi)選取控制量，分析壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的優(yōu)劣。如圖 4.13、圖 4.14 為選取壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1700r/min，節(jié)流閥開(kāi)度 γ=0.9作為輸入量的模型輸出動(dòng)態(tài)特性。

- 45 -5.2 壓縮機(jī)控制系統(tǒng)仿真結(jié)果分析在Matlab/Simulink軟件平臺(tái)上搭建圖5.1所示的系統(tǒng)控制仿真模型，如圖5.2所示。由 4.3 節(jié) 計(jì) 算 的 壓 縮 機(jī) 模 型 的 系 統(tǒng) 參 數(shù) T1=0.057 、 T2=0.00000275 ， 取1 2[ ] [ 5 10]T TK k k 保證 A-BK 的特征值分配在左半開(kāi)復(fù)平面的理想位置。給定壓縮機(jī)輸出流量信號(hào)為* *1 2y 6.0, y 2.25，輸出 y 跟蹤參考信號(hào)給定 y*的仿真結(jié)果如圖 5.3所示。系統(tǒng)跟蹤輸出保持穩(wěn)定，并有較好的調(diào)節(jié)時(shí)間，但穩(wěn)態(tài)輸出與參考信號(hào)給定值有一定的靜差。系統(tǒng)輸出跟蹤給存在靜差的主要原因是基于模型的系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制，輸入偏差是維持系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，只能使輸出趨于期望值。為了提高控制精度，本文加入PI 積分器 Kp=6.7，Ki=2.0，得到穩(wěn)態(tài)輸出跟蹤和控制效果如圖 5.4、圖 5.5 所示。加入PI 積分器后

【參考文獻(xiàn)】：
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