石灰窑的最优温度控制研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 石灰窑的最优温度控制研究 【摘 要】石灰窑具有高度非线 性、时变性、不确定性和大滞后等特点， 难以建立精确的数学模型，采用传统的 方法难以解决石灰窑温度控制问题。本 文首先分析了目前的控制方法，提出传 统 PID 控制的不足；基于对炉的结构特 点和控制要求，将模糊 PID 控制器用于 石灰窑控制系统。经系统仿真认为石灰 窑温度控制系统中采用模糊控制能达到 较满意的控制效果，有较好的鲁棒性。 中国论文网 /8/view-12982672.htm 【关键词】石灰窑；PID；模糊 控制 0.引言（Introduction） 近年来，随着近代化工和冶金工 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 业的兴起，石灰的用途和消耗量急剧增 大，对活性石灰的质量性能的要求越来 越高。例如在钢铁生产中，冶金石灰作 为炼钢用的“ 造渣剂” ，主要用来去除钢 水中的有害元素 S、P 等杂质，它不仅 影响着钢水的冶炼过程，还直接影响钢 水的最终质量。因此，国际上已广泛采 用品质好、反应快的、造渣彻底的优质 活性石灰，取代过去所用的普通石灰， 为冶炼优质钢水奠定了基础。活性石灰 的应用，缩短了冶炼时间，降低了吨钢 石灰消耗，减少了杂质带入，从而有效 提高了钢水质量。 1.石灰窑温度控制器的设计 石灰烧结是石灰生产的关键工序， 石灰窑是石灰生产的关键设备。石灰烧 结炉的温度控制对产品的最终质量具有 决定性的作用。石灰烧结加热过程具有 非线性、大滞后、大惯性等复杂特性， 传统的 PID 控制方法不能满足生产优质 石灰产品的要求，模糊控制的积分效果 较差，静态控制效果不是很理想。烧结 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 过程温度控制精度要求比较高，如可以 将模糊控制和 PID 结合起来，能达到很 好的控制效果。 1.1 模糊 PID 控制器输入量与输 出量、控制结构 本文设计以石灰窑温度温度的偏 差 e 和偏差的变化 ec 作为输入量，其 相应的语言变量为 E 和 EC，输出量控 制参数 Kp，Ki，Kd，输入输出分别采 用正态分布函数的隶属度。 1.2 隶属度函数 将石灰窑温度控制器所有输入和 输出变量个划分成七级，即负大，负 中，负小，零，正小，正中，正大； 用英文字头缩写：NB ，NM，NS， O，PS，PM，PB。 1.3 模糊控制规则 根据烧结炉温度控制对象的特点 建立了如下关于 KP，KI，KD 三个参数 的控制规则表如表 1、表 2 和表 3 所示。 1.4 模糊推理算法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 1.4.1 求系统模糊控制表 1.5 控制系统仿真 选取误差 e 的基本论域为： - 55，55 ，设其量化论域为-3，3 ，则 量化因子 Ke=3/50=0.06。烧结炉温度变 化速率 ec 的基本论域，取为-12，12， 其量化论域为-3，3，量化因子 Kec=3/12=0.25。KD 的基本论域为- 3，3，其量化论域为-3，3 ，量化因 子 1，KI 的基本论域为-0.06，0.06 ， 其量化论域为-0.06 ，0.06 ，量化因子 1，KP 的基本论域为-3 ，3，其量化论 域为-3，3，量化因子 1。仿真结果如 图 2 所示： 2.结论 实践表明，在石灰窑生产过程中， 根据石灰生产的工艺特点和控制要求， 人工控制只能根据经验来决定，加料量 不准确而且误差大的特点，因此对锻烧 带温度控制采用了模糊 PID 控制器，并 经仿真比较证实了模糊 PID 控制的有效 性；说明在石灰窑温度控制系统中采用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 模糊控