基于典型工況模型的篦冷機(jī)預(yù)測控制研究.pdf

1、篦冷機(jī)作為熟料冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，冷卻效果的好壞不僅關(guān)系到水泥熟料的質(zhì)量，還會對水泥生產(chǎn)的其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生間接影響。當(dāng)今國內(nèi)水泥廠篦冷機(jī)的控制主要以人工控制和半自動控制為主，人工控制主觀性強(qiáng)、隨意性大，而且篦冷機(jī)自身存在非線性、大滯后、工況波動頻繁等諸多問題，對篦冷機(jī)的控制研究正由傳統(tǒng)控制算法向先進(jìn)智能控制算法研究轉(zhuǎn)變，因此，本課題對水篦冷機(jī)進(jìn)行預(yù)測控制研究是很有必要的。本文在深入了解水泥篦冷機(jī)工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合操作員的操作經(jīng)驗，以典型工況

2、為切入點，采用動態(tài)矩陣控制算法，提出了基于典型工況下的篦冷機(jī)預(yù)測控制方案，最后采用模塊化思想對篦冷機(jī)預(yù)測控制軟件進(jìn)行設(shè)計與開發(fā)，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試后，應(yīng)用于現(xiàn)場實際控制中，通過實際應(yīng)用效果表明，該控制軟件取得了不錯的控制效果，具有較強(qiáng)的實用性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立水泥篦冷機(jī)典型工況模板。針對篦冷機(jī)自身存在的非線性、工況波動頻繁等問題，采用K-means聚類方法對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，劃分出三種典型工況，并根據(jù)主導(dǎo)變量（篦壓）進(jìn)

3、行劃分得到其他參變量的工況基準(zhǔn)值點，所劃分的典型工況占到了整個篦冷機(jī)工況的90％左右，通過實際應(yīng)用也驗證了該方法劃分工況的合理性和正確性。本課題是在典型工況背景下對篦冷機(jī)進(jìn)行研究，該研究也為下一步的研究奠定基礎(chǔ)。⑵典型工況下篦冷機(jī)預(yù)測模型研究。針對所劃分出的典型工況，選取現(xiàn)場典型歷史數(shù)據(jù)，考慮到現(xiàn)場干擾眾多，數(shù)據(jù)難免會有誤差，因此，選取均值濾波方法對典型歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行均值濾波處理，然后采用最小二乘法建立篦冷機(jī)預(yù)測模型。由于篦冷機(jī)長時間運行

4、過程中存在工況的切換，當(dāng)工況變化時，勢必會牽扯到模型的切換。針對不同工況間模型的切換，采用模糊加權(quán)的方式進(jìn)行平滑切換，以此來保證切換過程的平穩(wěn)性。⑶典型工況下篦冷機(jī)DMC預(yù)測控制器的研究。根據(jù)建立的預(yù)測模型設(shè)計篦冷機(jī)DMC控制器，通過MATLAB仿真確立了各典型工況下最佳的控制參數(shù)，考慮到現(xiàn)場實際應(yīng)用，針對控制器之間的切換，采用模糊加權(quán)的方式實現(xiàn)平滑切換，并對所設(shè)計的控制器穩(wěn)定性性能進(jìn)行分析。⑷篦冷機(jī)預(yù)測控制軟件的工程實現(xiàn)。根據(jù)以上研究