混合煤氣加壓系統(tǒng)的智能控制研究

【摘要】：在鋼鐵行業(yè)生產中,為了避免嚴重的空氣污染并充分利用高爐、焦爐和轉爐產生的煤氣這一高熱值燃料,一般處理過程是將產生的各種煤氣分別收集到貯氣罐(或貯氣塔柜) 再用管道傳送到中繼加氣站經加壓后供各用戶使用。中繼加壓站控制系統(tǒng)必須能夠適應以下特性: (1) 在上游用戶、下游用戶的用量變化的作用下進站壓力、出站壓力變化無常。 (2) 介質為氣體,變化的過渡過程長。 (3) 管網的特性變化無常。 (4) 系統(tǒng)中有滯后、非線性部件。 中繼加壓站控制系統(tǒng)的核心是在上述條件下能夠達到出口壓力穩(wěn)定和管網穩(wěn)定的控制算法的有效實現。 模糊控制器由于不需要建立被控對象的數學模型、具有良好的魯棒性以及非線性的控制特性,使其成為控制具有大時滯、時變參數、非線性等受控對象的有效手段。經過30多年的發(fā)展,通過與PID控制、神經網絡及遺傳算法以及其他智能控制算法等的交叉融合,基本模糊控制存在的如精度不太高、自適應能力有限、易產生振蕩現象等問題逐步得到改善或解決。 隨著現代科技的發(fā)展,新型的、高性能的控制設備不斷出現,使得構建高度自動化的、智能的、應對復雜控制問題的控制系統(tǒng)硬件平臺成為可能。 基于上述的背景,本文以某鋼鐵企業(yè)混合煤氣中繼加壓控制系統(tǒng)為具體的研究對象,在充分分析被控對象特性基礎之上,構造了一種多層智能的模糊控制器,實現對該系統(tǒng)的智能控制。本文完成的工作如下: (1) 分析了混合煤氣中繼加壓系統(tǒng)控制的國內外現狀及其意義。 (2) 剖析了混合煤氣中繼加壓系統(tǒng)控制的相關內容。 (3) 簡要介紹模糊控制的相關基礎理論及其發(fā)展概況。 (4) 以混合煤氣中繼加壓系統(tǒng)為研究對象,探討了相關的控制結構,進行了其控制系統(tǒng)的軟、硬件集成設計,并設計了相關多層智能模糊控制算法。 (5) 通過仿真和實際運行驗證了上述多層智能模糊控制算法的有效性,系統(tǒng)取得了良好的控制效果。 (6) 對該控制系統(tǒng)的現狀和有待進一步完善的方面作了初步探討,提出了下一步研究工作的目標。 【關鍵詞】：中繼加壓 模糊控制 智能控制
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TF345
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 1 混合煤氣加壓系統(tǒng)概述9-14
• 1.1 鋼鐵企業(yè)生產中煤氣資源的合理利用9-11
• 1.2 國內鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣優(yōu)化利用現狀11-12
• 1.3 混合煤氣加壓系統(tǒng)的作用、特性及研究現狀12-13
• 1.4 本文所完成的工作13-14
• 2 模糊控制的理論基礎14-27
• 2.1 模糊控制理論的背景知識14-16
• 2.1.1 模糊控制理論的基本思想14-15
• 2.1.2 模糊控制的應用15-16
• 2.2 模糊控制基礎理論16-19
• 2.2.1 模糊控制系統(tǒng)的組成17-18
• 2.2.2 模糊控制算法18-19
• 2.3 模糊控制器的設計19-27
• 2.3.1 模糊控制器的輸入變量和輸出變量19-20
• 2.3.2 設計模糊控制規(guī)則20-24
• 2.3.3 去模糊化處理24
• 2.3.4 論域、量化因子、比例因子的選擇24-27
• 3 仿人智能自適應模糊控制27-35
• 3.1 自適應模糊控制27-28
• 3.1.1 量化因子、比例因子對模糊控制器性能的影響27-28
• 3.2 仿人智能自適應模糊控制器28-35
• 3.2.1 仿人智能控制的基本思想28-29
• 3.2.2 仿人智能參數自整定算法29-30
• 3.2.3 仿人智能積分算法30-32
• 3.2.4 仿人智能自適應模糊控制器的仿真研究32-35
• 4 工業(yè)煤氣加壓智能控制系統(tǒng)35-43
• 4.1 被控對象簡述35-36
• 4.2 項目技術方案36-38
• 4.2.1 整體改造的技術方案36-37
• 4.2.2 系統(tǒng)集成的技術方案37
• 4.2.3 主要設備功能37
• 4.2.4 模塊式的功能單元37
• 4.2.5 軟件設計的模塊化37-38
• 4.3 系統(tǒng)的控制算法38-40
• 4.3.1 系統(tǒng)運行目標任務層算法38-40
• 4.3.2 系統(tǒng)運行控制級算法40
• 4.4 系統(tǒng)效能分析40-43
• 4.4.1 系統(tǒng)運行分析40-42
• 4.4.2 系統(tǒng)經濟效益分析42-43
• 5 結論與展望43-44
• 致謝44-45
• 參考文獻45-48
• 附表一 重鋼葛老溪煤氣加壓站控制系統(tǒng)實施經濟效益分析表48-49
• 獨創(chuàng)性聲明49
• 學位論文版權使用授權書49

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