水泥粉磨过程是水泥生产中的重要环节,直接影响了水泥质量。然而,因水泥粉磨工艺本身特性及我国水泥混合材的多样性,导致水泥粉磨过程稳定性差,难以长时间稳定运行,因此研究水泥粉磨控制意义重大。水泥闭路粉磨过程包括预粉磨与终粉磨两大子系统,本文分别对其建立数学模型,采用模糊PID和滑模控制算法分别对子系统进行控制研究,为减少子系统之间的调节冲突,维持两个系统之间的动态平衡,设计了协调控制器以加强两个子系统之间的协调性,并研发了优化控制系统。本文主要研究工作如下:(1)基于水泥闭路粉磨系统的工艺机理分析,在对历史数据处理的基础上,选择预粉磨系统与终粉磨系统的关键参数;在预粉磨系统中,考虑到闭环结构非线性的特点,采用误差反向传播神经网络的方法以喂料量为输入、稳流仓料位为输出建立数学模型;在终粉磨系统中,考虑到其设备调节参数波动不频繁的特点,采用最小二乘支持向量机的方法以循环风机转速为输入、回粉量为输出建立数学模型;对两个子系统的数学模型进行了仿真,验证了模型的正确性。(2)基于(1)建立的预粉磨系统数学模型,利用模糊PID算法设计预粉磨系统控制器;利用泰勒公式展开终粉磨系统的数学模型,使用滑模控制算法设计终粉磨系统控制器;针对终粉磨系统存在的干扰因素,设计了状态观测器;最后对控制器进行了仿真研究,验证了控制器的有效性。(3)针对子系统之间缺乏协调、难以保持动态平衡状态的问题,结合多目标优化算法为水泥粉磨系统设计协调控制器;协调层通过对回粉量与稳流仓料位的分析为整个系统划分工况区域,确定目标函数的权值;利用多目标优化算法,确定不同工况下的稳流仓料位与回粉量的期望设定,输出到控制层;控制层接受协调层给出的期望设定,改变子系统的跟踪指令,完成子系统的跟踪控制;仿真结果验证了协调控制器的有效性。(4)结合水泥厂现场工艺,以协调控制与Bang-Bang控制策略为核心,给出了水泥闭路粉磨过程协调优化控制系统方案;在C#软件环境下结合OPC技术,以马尔文激光粒度分析仪为辅助,研发了协调优化控制系统,并在水泥厂投入使用,取得了良好效果。