基于无模型自适应的烧结终点控制系统的研究

摘要

现代高炉炼铁的关键步骤就是烧结过程，烧结过程完成后产生烧结矿，高炉炼铁的产品品质取决于烧结矿的好坏。烧结过程经历复杂的物理、化学变化，是一个典型的非线性、强耦合、时滞时变系统，难以建立系统准确的数学模型，使得采取传统的控制方法难以满足生产要求。烧结终点是判断烧结矿质量的重要标志，因此，研究如何利用现代控制技术对烧结终点进行准确的控制，对于确保烧结生产过程的安全、提高烧结矿品质和增加企业利润都具有重要的意义。
　　本文首先对烧结工艺进行了详细的分析，完成了烧结自动化系统的基础自动化级和过程控制部分的设计，确定了检测仪表的选型与控制方法。其次，深入研究了烧结终点模型和其影响因素，在此基础上研究了基于模糊控制和人工神经网络的烧结终点控制策略，并分析了两种控制方法存在的优点和不足。最后，本文综合运用了模糊控制和无模型自适应控制，提出一种基于无模型自适应控制的烧结终点智能控制策略。
　　该方法分别建立系统的基于软测量的模糊控制器、无模型预测控制器和中部风箱温度的软切换模型。调整模糊控制器、无模型预测控制器的权值，即当中部风箱温度偏差较大说明系统处于非稳态，这时增大无模型预测控制器的权值输出；当中部风箱温度偏差在一定范围内时，说明系统处于稳态，这时增大模糊控制器的权值输出。通过这种方法来充分发挥两控制器各自的优点，并互相弥补缺陷，大大的减少了计算量，实现了对烧结终点的智能控制。最后，对现场采集的数据进行仿真实验，结果表明了方法的有效性和可行性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

§1-1 课题背景意义

§1-2 烧结过程控制技术发展现状

§1-3 国内外研究现状

§1-4 论文结构

第二章 烧结工艺简介及其特点分析

§2-1 烧结工艺基本流程

§2-2 烧结过程特点

§2-3 烧结终点模型及其影响因素

第三章 烧结过程工业自动化设计

§3-1 烧结过程工业自动化简介

§3-2 烧结系统基础自动化设计

§3-3烧结子系统过程控制级设计

§3-4 烧结信息管理监控系统

第四章 无模型自适应控制

§4-1 无模型控制理论概述

§4-2无模型自适应控制器设计

§4-3 本章小结

第五章 烧结终点系统控制策略研究

§5-1 基于模糊控制的烧结终点控制策略

§5-2 基于人工神经网络的烧结终点预测控制

第六章 基于无模型自适应的烧结终点控制系统的研究

§6-1 无模型预测控制

§6-2 基于无模型自适应的烧结终点智能控制方法

第七章 结论与展望

§7-1 结论

§7-2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果