本文關(guān)鍵詞：水泥粉磨出磨提升機電流廣義預(yù)測控制軟件

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【摘要】：磨機作為水泥粉磨系統(tǒng)的重要設(shè)備,承擔(dān)著物料粉磨的任務(wù)。在水泥生產(chǎn)過程中,粉磨系統(tǒng)的生產(chǎn)效率及水泥成品的質(zhì)量與磨機負(fù)荷的工況有著密切的關(guān)系。若磨機負(fù)荷較小,則可能會導(dǎo)致粉磨系統(tǒng)的生產(chǎn)效率降低。若磨機負(fù)荷較大,可能引起磨機飽磨,水泥成品的質(zhì)量下降。因此保證磨機負(fù)荷工況的穩(wěn)定是一個亟需解決的問題。本文以某集團(tuán)水泥熟料聯(lián)合粉磨系統(tǒng)作為研究對象,在完成生產(chǎn)工藝分析及總結(jié)現(xiàn)場專家經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,提出帶遺忘因子遞推最小二乘法和廣義預(yù)測控制算法相結(jié)合的控制方案,并開發(fā)了水泥粉磨出磨提升機電流廣義預(yù)測控制軟件。本文開展工作如下:(1)為實現(xiàn)對磨機負(fù)荷的優(yōu)化控制,對影響磨機負(fù)荷的關(guān)鍵變量進(jìn)行了分析和確定,并提出軟件的總體設(shè)計方案。在磨機負(fù)荷工況穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,通過修改一個變量,并對其他變量的變化趨勢進(jìn)行觀察分析,得出選粉機轉(zhuǎn)速與出磨提升機電流之間的關(guān)系能夠有效反映磨機負(fù)荷工況。確定以選粉機轉(zhuǎn)速為控制量,出磨提升機電流為被控量的單入單出控制系統(tǒng),并將控制軟件分為數(shù)據(jù)采集模塊、算法模塊和用戶界面模塊三個部分來實現(xiàn)。(2)基于(1)所選取的關(guān)鍵變量,選取選粉機轉(zhuǎn)速和出磨提升機電流作為輸入輸出數(shù)據(jù)。若要實現(xiàn)對出磨提升機電流的預(yù)測控制,則需要建立磨機負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型�？紤]到現(xiàn)場干擾因素眾多,首先對輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行均值濾波處理,保證數(shù)據(jù)的可靠性。其次,采用帶遺忘因子遞推最小二乘法對磨機負(fù)荷進(jìn)行模型辨識,并根據(jù)模型誤差確立最優(yōu)的模型結(jié)構(gòu)。最后,基于磨機負(fù)荷的模型結(jié)構(gòu),采用廣義預(yù)測控制算法對出磨提升機電流進(jìn)行優(yōu)化控制。通過對仿真結(jié)果的分析,驗證了控制算法能夠有效控制出磨提升機電流趨于設(shè)定值,為預(yù)測控制軟件的實現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)。(3)考慮到工程應(yīng)用,開發(fā)了預(yù)測控制軟件。在(2)的基礎(chǔ)上,從預(yù)測控制算法.NET組件的生成、對.NET組件的調(diào)用和C#與MATLAB數(shù)據(jù)交互三個方面實現(xiàn)對算法模塊的設(shè)計。由于算法模塊是在輸入輸出數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對出磨提升機電流的優(yōu)化控制,而且控制軟件運行后,也需要對控制效果實時顯示。基于控制需求從工作流程、界面設(shè)計和程序設(shè)計三個方面對數(shù)據(jù)采集模塊和用戶界面進(jìn)行設(shè)計,完成了預(yù)測控制軟件的開發(fā)工作。(4)為驗證預(yù)測控制軟件的有效性,在完成(3)的基礎(chǔ)上,使用OPC技術(shù)將歷史數(shù)據(jù)寫入DCS控制系統(tǒng),實現(xiàn)對現(xiàn)場運行狀況的還原。運行控制軟件,從數(shù)據(jù)采集、預(yù)測控制和趨勢顯示三個方面對軟件運行狀況進(jìn)行驗證,效果說明所開發(fā)的軟件包能夠有效控制出磨提升機電流趨于設(shè)定值,即磨機負(fù)荷的工況處于穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：粉磨系統(tǒng) 遞推最小二乘法 廣義預(yù)測控制 OPC C#
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ172.63;TP273
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 選題的背景及意義11
• 1.2 水泥粉磨系統(tǒng)簡介11-12
• 1.3 磨機控制的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文主要工作13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第二章 水泥粉磨系統(tǒng)工藝及軟件總體方案設(shè)計15-23
• 2.1 水泥粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)工藝15-16
• 2.2 關(guān)鍵變量的選取16-19
• 2.3 軟件總體方案設(shè)計19-20
• 2.3.1 軟件設(shè)計原則19
• 2.3.2 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計19-20
• 2.3.3 軟件功能分析20
• 2.4 本章小結(jié)20-23
• 第三章 磨機負(fù)荷動態(tài)模型辨識及廣義預(yù)測控制23-37
• 3.1 磨機負(fù)荷動態(tài)模型辨識23-30
• 3.1.1 模型辨識理論基礎(chǔ)23-24
• 3.1.2 磨機負(fù)荷模型辨識步驟24
• 3.1.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理24-26
• 3.1.4 磨機負(fù)荷動態(tài)模型辨識26-30
• 3.2 磨機負(fù)荷廣義預(yù)測控制30-35
• 3.2.1 廣義預(yù)測控制理論基礎(chǔ)30-31
• 3.2.2 磨機負(fù)荷廣義預(yù)測控制步驟31-32
• 3.2.3 磨機負(fù)荷控制參數(shù)設(shè)置32-33
• 3.2.4 磨機負(fù)荷廣義預(yù)測控制33-35
• 3.3 本章小結(jié)35-37
• 第四章 預(yù)測控制軟件開發(fā)37-51
• 4.1 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計37-42
• 4.1.1 數(shù)據(jù)采集模塊工作流程37-38
• 4.1.2 數(shù)據(jù)采集模塊界面設(shè)計38-39
• 4.1.3 數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計39-42
• 4.2 算法模塊設(shè)計42-48
• 4.2.1 算法模塊工作流程42-43
• 4.2.2 預(yù)測控制算法.NET組件生成43-45
• 4.2.3 預(yù)測控制算法.NET組件調(diào)用45-47
• 4.2.4 C#與 MATLAB 數(shù)據(jù)交互47-48
• 4.3 用戶界面設(shè)計48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 磨機負(fù)荷優(yōu)化控制工程實現(xiàn)51-57
• 5.1 粉磨系統(tǒng)現(xiàn)場運行狀況還原51-52
• 5.2 控制軟件工程應(yīng)用52-55
• 5.3 本章小結(jié)55-57
• 第六章 結(jié)論與展望57-59
• 6.1 結(jié)論57
• 6.2 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-65
• 附錄65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：515566