【摘 要】
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焦炉炼焦集气过程十分复杂,焦炉内部发生的物理、化学反应无法实时监控。集气管压力作为一项重要的工艺指标,可以通过其变化情况来判断焦炉运行状态是否平稳。由于集气管压力系统具有时变、强耦合、非线性等特点,使得集气管压力复杂多变,无规律可循,难以预测与控制,不利于炼焦生产。针对这一情况从三个方面对集气管压力进行研究。首先,针对集气管压力多变且无规律可依的问题,采用基于集气管压力时间序列的ARIMA方法对系
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焦炉炼焦集气过程十分复杂,焦炉内部发生的物理、化学反应无法实时监控。集气管压力作为一项重要的工艺指标,可以通过其变化情况来判断焦炉运行状态是否平稳。由于集气管压力系统具有时变、强耦合、非线性等特点,使得集气管压力复杂多变,无规律可循,难以预测与控制,不利于炼焦生产。针对这一情况从三个方面对集气管压力进行研究。首先,针对集气管压力多变且无规律可依的问题,采用基于集气管压力时间序列的ARIMA方法对系统进行建模预测,挖掘集气管压力变化规律,实现集气管压力异常波动的预警,为鼓风机功率调节提供参考,避免因鼓风机调节不及时,导致蝶阀开度陷入死区的情况。其次,针对集气管压力影响因素众多,建模困难问题,对采集的数据集进行预处理,并根据核密度估计法求解数据集中其他变量与集气管压力的互信息。依据互信息,选择数据集中对集气管压力影响大的变量作为后续系统建模中的控制量。根据所选变量及集气管压力系统特性,采用多元线性回归方法,建立系统ARX模型。最后,针对集气管之间存在耦合,传统控制方法效果不佳的问题,利用逆系统原理设计RBF神经网络逆控制器,对集气管压力系统进行解耦控制,并采用改进的PSO算法优化RBF网络初值,加快网络训练速度,将逆控制器与系统模型组合构成伪线性系统,实现对系统的基本解耦。同时,针对逆系统无反馈问题,将单神经元PID控制器作为辅助控制器与所构建的伪线性系统结合,构成闭环复合控制系统,并与PID控制器作为辅助控制器的方式进行控制效果仿真对比。结果表明所设计的单神经元PID复合控制系统控制效果更好,抗扰动能力更强,满足基本的解耦控制要求。图42幅;表10个;参54篇。
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