本文關(guān)鍵詞：陶瓷梭式窯爐優(yōu)化控制研究

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【摘要】：陶瓷梭式窯是陶瓷燒制的重要設(shè)備,它擔(dān)任著燒制陶瓷并保證陶瓷燒成品質(zhì)的重要任務(wù)。同其他工業(yè)窯爐一樣,它也是具有高耗能、大滯后的設(shè)備。因此對其進(jìn)行節(jié)能減耗、提高陶瓷燒成品質(zhì)控制一直是陶瓷窯爐控制領(lǐng)域研究的重點。目前在陶瓷梭式窯控制領(lǐng)域還存在如下問題:第一就是在生產(chǎn)的時候很難測量窯內(nèi)陶瓷陶坯內(nèi)部的溫度場;第二是控制精度差、反應(yīng)滯后、窯內(nèi)溫度分布不均勻;第三是不能及時、準(zhǔn)確地控制窯內(nèi)溫度而造成能耗過高和燒成品質(zhì)差。本文以唐山某陶瓷廠的梭式窯為研究對象,就陶瓷坯料素?zé)^程的燒成曲線優(yōu)化設(shè)定和窯爐爐溫的優(yōu)化控制兩方面進(jìn)行了研究,以解決梭式窯爐控制中的存在的上述問題。在燒成曲線優(yōu)化設(shè)定方面,首先通過對陶瓷陶坯內(nèi)部的傳熱過程進(jìn)行機理分析,并與有限差分法相結(jié)合建立了陶瓷坯料的非穩(wěn)態(tài)傳熱模型;然后以陶瓷燒制過程中各階段燃?xì)庀暮偷淖钚≈底鳛槟繕?biāo)函數(shù),各階段的燒成時間和總的燒成時間作為非線性約束條件,把各階段的升溫速率進(jìn)行編碼,運用遺傳算法對升溫速率優(yōu)化,得到最佳燒成曲線。在爐溫優(yōu)化控制方面,設(shè)計了一個模糊PID控制器對梭式窯爐溫進(jìn)行控制。以最佳燒成曲線為給定信號,以給定信號與爐溫的差值和差值變化率為模糊推理機的兩路輸入信號,通過模糊推理計算出PID控制器的三個參數(shù)dip、、(35)(35)(35)KKK,計算出控制量u,進(jìn)而控制爐溫。仿真結(jié)果可以看出,文中設(shè)計的模糊PID控制器和常規(guī)的PID控制器對窯內(nèi)溫度的控制效果相比,能夠使窯內(nèi)溫度更精確的跟隨最佳燒成曲線,改善了系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能,提高了陶瓷品質(zhì)。為了解決梭式窯內(nèi)溫度分布不均勻問題,就脈沖燃燒控制做了應(yīng)用研究。
【關(guān)鍵詞】：梭式窯 優(yōu)化控制 傳熱模型 遺傳算法 模糊PID控制器
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.653.2;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 文獻(xiàn)綜述9-19
• 1.1 陶瓷窯爐的簡介9-13
• 1.1.1 陶瓷燒成工藝簡介9-13
• 1.1.2 陶瓷窯爐的分類13
• 1.2 國內(nèi)外陶瓷梭式窯爐優(yōu)化控制現(xiàn)狀及技術(shù)展望13-15
• 1.2.1 國內(nèi)外陶瓷梭式窯爐優(yōu)化控制現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 陶瓷梭式窯爐優(yōu)化控制的技術(shù)展望15
• 1.3 研究意義15-16
• 1.4 研究對象簡介16-17
• 1.5 本論文的主要工作17-19
• 第2章 陶瓷陶坯傳熱模型19-31
• 2.1 傳熱學(xué)理論基礎(chǔ)19-25
• 2.1.1 傳熱學(xué)相關(guān)知識19-20
• 2.1.2 傳熱方程的推導(dǎo)20-23
• 2.1.3 非穩(wěn)態(tài)傳熱方程的定解條件23-25
• 2.2 陶瓷陶坯非穩(wěn)態(tài)傳熱方程的建立25-27
• 2.3 數(shù)學(xué)模型的離散化27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 燒成曲線的優(yōu)化31-44
• 3.1 遺傳算法簡介31-36
• 3.1.1 遺傳算法的基本實現(xiàn)方法31-34
• 3.1.2 簡單遺傳算法的基本步驟34-35
• 3.1.3 約束優(yōu)化35-36
• 3.2 遺傳算法優(yōu)化燒成曲線36-41
• 3.2.1 問題的初始化38
• 3.2.2 計算適應(yīng)度值38-39
• 3.2.3 優(yōu)勝劣汰操作39-41
• 3.3 燒成曲線的仿真41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 控制器的設(shè)計及應(yīng)用44-60
• 4.1 模糊PID控制器44-52
• 4.1.1 模糊PID控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計45
• 4.1.2 確定系統(tǒng)的輸入輸出變量45-47
• 4.1.3 模糊PID參數(shù)模糊調(diào)整規(guī)則47-49
• 4.1.4 模糊推理及去模糊化49-50
• 4.1.5 PID控制器參數(shù)整定50-52
• 4.2 脈沖燃燒控制技術(shù)的引入52-54
• 4.2.1 脈沖燃燒控制技術(shù)的特點52-53
• 4.2.2 脈沖與比例燃燒控制技術(shù)的結(jié)合53-54
• 4.3 控制器的應(yīng)用54-59
• 4.3.1 梭式窯的模型54
• 4.3.2 智能控制器在梭式窯上的應(yīng)用54-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64-65
• 導(dǎo)師簡介65-66
• 作者簡介66-67
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集67

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