基于串级控制的球团干燥预热过程质量控制研究

摘要

随着钢铁工业的不断发展，球团已经成为高炉炉料中不可缺少的一部分，链篦机—回转窑生产系统因其工艺上的优势在各钢铁企业都得到了广泛的应用。在球团的生产过程中，链篦机中的干燥预热是提高球团强度的关键环节，同时也是决定球团质量的重要因素。然而球团的干燥预热过程热工过程复杂、各工艺参数之间互相耦合，存在许多不确定因素，难以通过建立精确数学模型来确定球团质量。球团的质量直接影响企业的经济效益。因此，预热球团的质量控制研究已成为各球团生产企业所关注的一个前沿课题。
　　本文首先对链篦机—回转窑球团矿生产工艺流程进行了深入的分析，结合机理找出了影响预热球团质量的各种因素，并详细分析了在干燥预热过程中各过程参数对预热球团质量的影响。球团质量指标的检测大多是球团生产后离线进行的，无法根据球团质量状况实时调整生产过程参数，因此本文利用遗传算法优化的BP神经网络建立了预热球团的质量模型。根据先进控制与基础自动化的递阶关系，设计了预热球团的质量控制系统，结合链篦机—回转窑球团干燥预热的生产过程，以预热球团抗压强度为主参数，过程参数为副参数分别设计了串级控制系统的主回路和副回路。根据主被控对象和副被控对象的模型特点，设计了基于案例推理的主回路的质量控制器和基于PID的副回路温度和风速的控制器。经仿真测试，验证了球团质量控制策略的可行性，对于球团实际生产过程的指导，具有较好的参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 球团生产现状及发展趋势

1．2 研究的目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国内研究现状

1．3．2 国外研究现状

1．4 论文的主要工作

第2章 链篦机球团干燥预热过程工艺与机理

2．1 链篦机—回转窑球团干燥预热工艺及特点

2．2 球团矿的质量标准

2．2．1 化学性能指标

2．2．2 物理性能指标

2．2．3 冶金性能指标

2．3 链篦机—回转窑球团干燥预热过程机理

2．4 干燥预热过程影响球团质量的工艺参数分析

2．5 本章小结

第3章 球团干燥预热过程质量模型的建立

3．1 BP神经网络

3．1．1 神经网络基本理论

3．1．2 BP神经网络的结构

3．1．3 BP神经网络的学习过程

3．1．4 BP神经网络的问题及改进

3．2 遗传算法

3．2．1 遗传算法的基本原理

3．2．2 遗传算法的工作过程

3．3 基于遗传算法的BP神经网络预热球团质量模型

3．3．1 遗传算法与BP神经网络的结合

3．3．2 预热球团抗压强度质量模型的建立

3．4 仿真研究

3．5 本章小结

第4章 球团干燥预热过程的质量控制

4．1 串级控制系统

4．1．1 串级控制系统分析

4．1．2 串级控制系统的设计

4．2 预热球团质量控制系统的设计

4．2 案例推理的基本原理

4．3 基于案例推理的串级控制主回路的设计

4．3．1 案例的表示

4．3．2 案例的检索

4．3．3 案例的调整和学习

4．4 串级控制系统副回路的设计

4．5 仿真研究

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢