陶瓷梭式窯爐優(yōu)化控制研究.pdf

1、陶瓷梭式窯是陶瓷燒制的重要設(shè)備，它擔(dān)任著燒制陶瓷并保證陶瓷燒成品質(zhì)的重要任務(wù)。同其他工業(yè)窯爐一樣，它也是具有高耗能、大滯后的設(shè)備。因此對(duì)其進(jìn)行節(jié)能減耗、提高陶瓷燒成品質(zhì)控制一直是陶瓷窯爐控制領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。
　　目前在陶瓷梭式窯控制領(lǐng)域還存在如下問(wèn)題：第一就是在生產(chǎn)的時(shí)候很難測(cè)量窯內(nèi)陶瓷陶坯內(nèi)部的溫度場(chǎng)；第二是控制精度差、反應(yīng)滯后、窯內(nèi)溫度分布不均勻；第三是不能及時(shí)、準(zhǔn)確地控制窯內(nèi)溫度而造成能耗過(guò)高和燒成品質(zhì)差。本文以唐山某陶瓷廠

2、的梭式窯為研究對(duì)象，就陶瓷坯料素?zé)^(guò)程的燒成曲線優(yōu)化設(shè)定和窯爐爐溫的優(yōu)化控制兩方面進(jìn)行了研究，以解決梭式窯爐控制中的存在的上述問(wèn)題。
　　在燒成曲線優(yōu)化設(shè)定方面，首先通過(guò)對(duì)陶瓷陶坯內(nèi)部的傳熱過(guò)程進(jìn)行機(jī)理分析，并與有限差分法相結(jié)合建立了陶瓷坯料的非穩(wěn)態(tài)傳熱模型；然后以陶瓷燒制過(guò)程中各階段燃?xì)庀暮偷淖钚≈底鳛槟繕?biāo)函數(shù)，各階段的燒成時(shí)間和總的燒成時(shí)間作為非線性約束條件，把各階段的升溫速率進(jìn)行編碼，運(yùn)用遺傳算法對(duì)升溫速率優(yōu)化，得到最佳燒

3、成曲線。
　　在爐溫優(yōu)化控制方面，設(shè)計(jì)了一個(gè)模糊PID控制器對(duì)梭式窯爐溫進(jìn)行控制。以最佳燒成曲線為給定信號(hào)，以給定信號(hào)與爐溫的差值和差值變化率為模糊推理機(jī)的兩路輸入信號(hào)，通過(guò)模糊推理計(jì)算出PID控制器的三個(gè)參數(shù) dip K KK???、、，計(jì)算出控制量u，進(jìn)而控制爐溫。
　　仿真結(jié)果可以看出，文中設(shè)計(jì)的模糊PID控制器和常規(guī)的PID控制器對(duì)窯內(nèi)溫度的控制效果相比，能夠使窯內(nèi)溫度更精確的跟隨最佳燒成曲線，改善了系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性