本文關鍵詞：焦爐鼓冷系統(tǒng)廣義預測控制器的設計與應用

  更多相關文章： 焦爐 鼓冷系統(tǒng) 分段辨識 廣義預測控制 多模型切換

【摘要】：焦爐鼓冷系統(tǒng)是由集氣管總管、初冷器、大循環(huán)和鼓風機等裝置組成,是整個煉焦生產過程中極其重要的組成部分,由于焦爐鼓冷系統(tǒng)具有工況復雜多變、強耦合、非線性等特點,很難建立精確的數(shù)學模型,其控制性能的好壞直接影響著焦炭的產量和質量,也將直接關系到著整個粗煤氣系統(tǒng)的平穩(wěn)傳輸。因此焦爐鼓冷系統(tǒng)先進控制器的設計對理論和現(xiàn)實具有非常重要的意義。本課題來源于內蒙古美方煤焦化廠的焦爐鼓冷系統(tǒng)的項目改造。在對現(xiàn)場的工藝生產過程及焦爐鼓冷控制系統(tǒng)的狀態(tài)特性研究后,根據(jù)焦爐煤氣發(fā)生量的大小將鼓冷控制系統(tǒng)分為三種不同的工況(檢修保溫、正常生產和推焦加煤)。在這三種工況下運行時,集氣管壓力波動幅度較大,系統(tǒng)有時甚至會產生振蕩且運行很不穩(wěn)定,很難達到預期的控制效果。為此,本文基于焦爐鼓冷系統(tǒng)模型分段辨識,通過對不同模型設計不同的GPC控制器并實現(xiàn)控制器之間的無擾切換,即根據(jù)三種工況對應的控制器對焦爐鼓冷系統(tǒng)進行穩(wěn)定控制。仿真及實際運行結果表明,在三種不同的工況條件下,控制系統(tǒng)在模型變化時可及時調整控制器及控制器的參數(shù),系統(tǒng)輸出跟蹤迅速且超調量較小,不但提高了系統(tǒng)的控制精度,而且也提高了系統(tǒng)對復雜工況的適應性和魯棒性,可保證焦爐鼓冷系統(tǒng)在這三種工況條件下穩(wěn)定運行且集氣管壓力穩(wěn)定在工藝要求的(120±20)Pa范圍內。系統(tǒng)投運以后,經過長期的觀察取得了較好的控制效果,具有很好的實際應用價值。
【關鍵詞】：焦爐 鼓冷系統(tǒng) 分段辨識 廣義預測控制 多模型切換
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ520.5;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 國內外研究現(xiàn)狀及煉焦工藝介紹9-11
• 1.2 焦爐及鼓冷控制系統(tǒng)結構簡介11-13
• 1.2.1 煉焦爐結構簡介11-12
• 1.2.2 焦爐鼓冷系統(tǒng)簡介12-13
• 1.3 本課題研究背景及現(xiàn)場控制要求13
• 1.4 本文研究主要內容13-15
• 第二章 焦爐鼓冷系統(tǒng)辨識與系統(tǒng)建模15-23
• 2.1 焦爐鼓冷控制系統(tǒng)分析15
• 2.2 焦爐鼓冷控制系統(tǒng)建模15-18
• 2.2.1 模型建立與數(shù)據(jù)預處理15-17
• 2.2.2 模型獲取的方法17-18
• 2.2.3 系統(tǒng)辨識的方法18
• 2.3 焦爐鼓冷系統(tǒng)模型參數(shù)辨識18-23
• 第三章 焦爐鼓冷系統(tǒng)多模型切換GPC控制器的設計23-36
• 3.1 預測控制23-26
• 3.1.1 預測控制的產生和發(fā)展23-24
• 3.1.2 預測控制的基本原理24-25
• 3.1.3 廣義預測控制理論的提出25-26
• 3.2 焦爐鼓冷系統(tǒng)GPC多模型結構圖及切換控制策略26-28
• 3.2.1 焦爐鼓冷系統(tǒng)多模GPC控制器結構圖26-27
• 3.2.2 焦爐鼓冷系統(tǒng)多模型GPC切換控制策略27-28
• 3.3 焦爐鼓冷系統(tǒng)控制器參數(shù)的設計28-36
• 3.3.1 焦爐鼓冷系統(tǒng)GPC控制器模型28-31
• 3.3.2 鼓冷系統(tǒng)多模GPC控制器最優(yōu)控制率的計算31-34
• 3.3.3 鼓冷系統(tǒng)實際參數(shù)計算34-36
• 第四章 焦爐鼓冷系統(tǒng)MATLAB仿真36-47
• 4.1 焦爐鼓冷系統(tǒng)多模GPC數(shù)值仿真36-40
• 4.2 焦爐鼓冷系統(tǒng)多模GPC三種工況下的仿真分析40-47
• 4.2.1 焦爐鼓冷系統(tǒng)GPC與模糊控制三工況下的仿真比較40-42
• 4.2.2 焦爐鼓冷系統(tǒng)GPC三工況下加干擾的仿真42-43
• 4.2.3 焦爐鼓冷系統(tǒng)GPC三工況下模型失配的仿真43-47
• 第五章 焦爐鼓冷系統(tǒng)多模GPC控制在DCS系統(tǒng)下的實現(xiàn)47-63
• 5.1 浙大中控DCS控制系統(tǒng)簡介47
• 5.2 JX-300X的系統(tǒng)組成及特點47-50
• 5.2.1 JX-300X控制軟件的組成47-48
• 5.2.2 JX-300X軟件的特點48-50
• 5.3 集散控制系統(tǒng)設計的原則和步驟50-51
• 5.4 焦爐鼓冷智能控制系統(tǒng)在DCS系統(tǒng)下的實現(xiàn)51-60
• 5.4.1 硬件模塊的選型51-53
• 5.4.2 系統(tǒng)軟件組態(tài)53-58
• 5.4.3 控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面58-60
• 5.5 焦爐鼓冷控制系統(tǒng)改造前后在DCS中運行趨勢圖60-63
• 5.5.1 焦爐鼓冷系統(tǒng)項目改造前的趨勢圖60-61
• 5.5.2 焦爐鼓冷系統(tǒng)項目改造后的趨勢圖61-63
• 第六章 總結與展望63-64
• 6.1 本文總結63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻64-67
• 在校研究成果67-68
• 致謝68-69
• 圖表清單69-71
• 附錄 一71-74

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