焦?fàn)t集氣管壓力預(yù)測控制綜合方法的應(yīng)用研究.pdf

1、焦炭是冶金工業(yè)煉鐵的主要原料，煉焦生產(chǎn)過程中同時(shí)伴隨產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品荒煤氣。集氣過程回收利用副產(chǎn)品荒煤氣，不僅節(jié)約能源，而且降低環(huán)境污染，是鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。集氣管壓力穩(wěn)定與否，影響到焦炭質(zhì)量、設(shè)備壽命以及生產(chǎn)環(huán)境。研究焦?fàn)t集氣過程控制對(duì)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)有著重要的意義。
　　焦?fàn)t集氣過程是一個(gè)高度復(fù)雜的工業(yè)過程，具有多變量、強(qiáng)耦合、非線性、時(shí)變等控制難點(diǎn)，用常規(guī)控制方法難以達(dá)到有效控制。本文以鞍山鋼鐵集團(tuán)焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)為背景，在

2、綜合考慮焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)的物理、工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，主要研究了集氣管壓力的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模方法及預(yù)測控制綜合算法在其控制上的應(yīng)用。
　　首先，在分析焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)物理特性及工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，得出通過調(diào)節(jié)集氣管上的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥可以有效地控制集氣管壓力。針對(duì)集氣管壓力系統(tǒng)多變量、強(qiáng)耦合、非線性等特點(diǎn)，利用鞍鋼集團(tuán)焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，運(yùn)用基于主元分析的閉環(huán)子空間辨識(shí)算法CSIMPCA，通過現(xiàn)場調(diào)研將實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場分為三個(gè)典型工況

3、，再分別采集三個(gè)典型工況下的輸入輸出數(shù)據(jù)，建立集氣管壓力的狀態(tài)空間模型，同時(shí)，考慮到集氣管壓力的時(shí)變特性，將每個(gè)模型中加入相應(yīng)的攝動(dòng)項(xiàng)，以表示集氣管壓力的時(shí)變特性。
　　其次，在已經(jīng)得到的各工況點(diǎn)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場的工藝特點(diǎn)和控制要求，設(shè)計(jì)了龍伯格狀態(tài)觀測器，以估計(jì)集氣管壓力系統(tǒng)的狀態(tài)。然后利用估計(jì)的狀態(tài)，綜合考慮各工況點(diǎn)模型以及實(shí)時(shí)性的要求，采用了基于狀態(tài)估計(jì)的輸出-跟蹤預(yù)測控制綜合算法，使集氣管壓力穩(wěn)定在所要求的設(shè)定值附近