煤氣混合增壓過程智能控制研究

【摘要】： 高爐煤氣和焦爐煤氣是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,經(jīng)混合、增壓后供軋鋼等單位使用。做好煤氣的處理、使用工作,不僅節(jié)約能源減少環(huán)境污染,還能為企業(yè)降低巨額生產(chǎn)成本。熱值和壓力是混合煤氣最重要的兩個質(zhì)量指標,是影響軋鋼、發(fā)電等用戶安全穩(wěn)定生產(chǎn)最重要的因素。 煤氣混合是通過控制高、焦煤氣管道上多組閥門的開度,對不同煤氣的流量進行控制,達到混合后的煤氣熱值穩(wěn)定在目標范圍;煤氣增壓是利用離心式鼓風機將低壓力提升到高壓力,滿足混合煤氣用戶對壓力的要求。煤氣混合增壓是一個高度復雜的工業(yè)過程,具有多變量強耦合、非線性、不確定性、時變及難以建立數(shù)學模型等特性。本文以某鋼鐵公司3號煤氣站為研究對象,在深入了解、分析煤氣混合增壓過程的特點和控制要求,基于模糊控制、專家控制、智能解耦等先進控制技術,提出一種集成智能控制策略。本文,首先根據(jù)該冶金企業(yè)對混合煤氣熱值和壓力要求,提出并分別設計出了熱值模糊調(diào)節(jié)和混壓模糊調(diào)節(jié),對混合過程單回路控制。其次針對煤氣混合過程中熱值和壓力之間的嚴重耦合作用,提出并設計了一個雙輸入雙輸出的模糊智能解耦控制器,有效地消除煤氣混合過程中各變量的耦合。最后針對鼓風機增壓過程中混壓的擾動,采用二自由度專家控制策略,用前饋專家控制算法很好的補償了混壓對鼓風機壓力控制的擾動。同時針對煤氣調(diào)節(jié)蝶閥的流量特性,設計一閥門專家調(diào)節(jié)環(huán)節(jié),協(xié)調(diào)幾組高、焦閥門之間的動作,以提高系統(tǒng)控制性能。 最后利用MATLAB對控制系統(tǒng)建模并進行仿真,結果顯示本文設計的煤氣混合增壓集成智能控制策略是先進可行、穩(wěn)定可靠的,且能夠通過軟件融合進現(xiàn)有控制平臺中,減少現(xiàn)場應用的投資費用。故本文所研究的智能解耦控制系統(tǒng)能夠有效地提高混合煤氣熱值和壓力的穩(wěn)定性,具有實際推廣價值。 【關鍵詞】：冶金煤氣 混合增壓 智能控制
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TP273.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 研究背景及意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 本文的研究目標和內(nèi)容9-10
• 1.4 論文章節(jié)安排10-11
• 第二章 控制系統(tǒng)總體設計11-17
• 2.1 生產(chǎn)工藝描述及控制對象分析11-13
• 2.2 控制對象分析13-14
• 2.3 煤氣混合增壓智能解耦控制設計14-16
• 2.4 小結16-17
• 第三章 煤氣混合智能控制設計17-44
• 3.1 解耦算法模型設計17-21
• 3.1.1 解耦控制17-19
• 3.1.2 熱值與壓力解耦控制模型19-21
• 3.2 單回路控制策略21-35
• 3.2.1 模糊控制簡介21-23
• 3.2.2 模糊控制器設計方法23-24
• 3.2.3 熱值模糊控制器設計24-28
• 3.2.4 混壓模糊控制器設計28-32
• 3.2.5 專家控制策略32
• 3.2.6 專家控制原理32-34
• 3.2.7 專家控制器設計34-35
• 3.3 模糊解耦控制35-40
• 3.4 蝶閥控制器設計40-43
• 3.4.1 閥門串聯(lián)工作特性40
• 3.4.2 閥門并聯(lián)工作特性40-42
• 3.4.3 蝶閥專家控制器42-43
• 3.5 小結43-44
• 第四章 鼓風機增壓控制設計44-47
• 4.1 煤氣壓力控制結構44-45
• 4.2 控制算法45-46
• 4.2.1 反饋專家控制器設計45
• 4.2.2 前饋專家控制器設計45-46
• 4.3 小結46-47
• 第五章 系統(tǒng)仿真47-55
• 5.1 精確被控對象仿真48-49
• 5.2 改變慣性時間常數(shù)τ仿真49-50
• 5.3 改變純滯后時間t 仿真50-51
• 5.4 改變被控對象傳遞函授增益k 仿真51-52
• 5.5 抗干擾仿真52-54
• 5.6 小結54-55
• 第六章 結論與展望55-57
• 參考文獻57-59
• 致謝59

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