面向高炉炼铁的动态称重与配料系统

摘要

随着我国经济的发展，对钢铁效益和质量提出了更高的要求，配料作为炼铁生产一道复杂而又关键的工序，配料的好坏不仅直接决定着炼铁质量的好坏，而且影响着烧结矿的成本。本课题开发的动态称重与配料系统是以江苏沙钢高炉炼铁厂为背景。本课题的关键问题是如何提高配料的精确度，即配料精度要满足标准要求，又不影响生产率。通过对现场生产过程的调研，实现动态称重，多达四路物料的配料控制的软硬件系统。
　　 首先介绍本课题的研究背景和意义，分析现有动态称重和配料控制方法，阐述本课题所选用方法的优越性和适用性。论述面向高炉炼铁的动态称重与配料系统的开发工作。在不影响生产效率的情况下，提高配料控制的精确度。快速而精确的配料控制精度涵盖了动态称重的精度和物料下落的控制精度。课题的主要研究内容为以下部分：一．通过阅读大量中外文献，概述了现有动态称重方法和配料控制方法的优缺点。提出适合嵌入式称重仪表平台的方法。二．采用极点配置自适应补偿法实现动态称重、实现基于海明窗的FIR数字滤波和抗干扰设计。三．提出P型迭代学习控制和智能点动相结合的配料方法，对物料下落过程进行建模和仿真实验，实现物料的配料控制。四．系统仪表开发和设计实现。本课题采用16/32位微控制器开发技术和μC/OS—Ⅱ实时操作系统和嵌入式C语言，以ARM微控制器S3C2410和应变式传感器为核心的硬件系统，实现系统仪表开发与设计。
　　 该系统集动态称重和配料控制功能于一体，不仅能够满足现阶段国内的工业动态称重要求，而且为高炉的配料控制做出很好的改造和更新。其创新点有：一．在硬件和软件上实现了嵌入式配料系统，运用嵌入式系统技术，实现多达四路的物料控制、数据实时监控和网络通讯功能。二．采用极点配置自适应补偿与基于海明窗的FIR低通滤波器相结合的方法，实现符合工业要求的动态称重。三．在实现动态称重的基础上和基于高炉炼铁的应用背景，提出配料控制的迭代学习控制和智能点动控制结合的改进算法，完成配料控制过程的研究。

目录

文摘

英文文摘

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致谢

第一章 绪论

1.1课题的研究背景和意义

1.2课题的研究现状

1.2.1动态称重方法

1.2.2配料控制方法

1.3本文主要内容

1.4课题创新点

1.5本章小结

第二章 极点配置自适应补偿动态称重方法

2.1极点配置自适应控制概述

2.2动态称重过程分析

2.2.1动态称重系统模型

2.2.2极点配置自适应补偿设计

2.2.3动态称重数据处理

2.3实验结果与分析

2.4本章小结

第三章 配料系统的迭代学习控制及其仿真

3.1迭代学习控制概述

3.1.1 D型学习律

3.1.2 P型学习律

3.1.3 PID型学习律

3.2配料过程的机理分析

3.2.1建立配料过程的模型

3.2.2配料过程模型定性分析

3.2.3数学模型仿真与实验结果

3.3配料过程的改进控制算法

3.4配料控制仿真与实验结果

3.5本章小结

第四章 系统仪表开发与设计实现

4.1系统仪表设计目标

4.2动态称重与配料系统组成

4.3系统硬件方案设计与实现

4.3.1系统硬件选型

4.3.2微控制器系统

4.3.3传感器系统

4.3.4人机交互单元

4.3.5系统的硬件实现

4.4系统软件方案设计与实现

4.4.1系统软件选型

4.4.2数据采集与通信功能实现

4.4.3参数设置功能的实现

4.4.4嵌入式图形系统GUI的实现

4.4.5动态称重功能实现

4.4.6配料迭代学习控制功能实现

4.4.7抗干扰滤波性能设计

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1研究工作总结

5.2工作展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间的科研成果