基于LS-SVM的焦炉集气管压力系统逆模型复合控制

发布时间：2021-02-17 07:08

　　焦炉集气管作为炼焦设备的重要组成部分,其压力的控制是炼焦生产的重要环节。焦炉集气管压力值的稳定与否,将直接影响到生产工况、煤气质量和焦炉寿命以及周围的生态环境。因此,采用先进的控制技术对焦炉集气管压力进行长期稳定地控制具有十分重要的理论和现实意义。由于焦炉集气管压力系统是一个工况复杂多变、大滞后、强耦合、非线性且频发强干扰的工业系统,因此,对其数学模型的准确建立有相当难度。在实际焦炉运行中,一些炼焦厂没有考虑到集气管压力系统之间存在的耦合因素,依旧使用简单的单回路PID控制,所以较难获得满意的控制效果。本文采用系统辨识方法,利用最小二乘支持向量机（LS-SVM）辨识算法对集气管压力系统进行辨识建模,提高建模精度。针对焦炉集气管压力系统存在的耦合问题,引入逆系统思想,设计基于最小二乘支持向量机集气管压力系统的逆模型控制。由于逆模型控制缺乏反馈,对于干扰及模型失配较为敏感,从而设计逆模型控制加输出反馈的PID复合控制,提高了系统的鲁棒性,可以消除两个集气管压力之间的耦合,达到预设的控制效果。通过MATLAB仿真软件,对本文设计的解耦控制算法和复合控制算法进行仿真验证。仿真结果表明本文设计的... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

焦化工艺流程

炉炭化室内的煤炭在隔绝空气的条件下高温干馏形成焦炭，在此期煤气在通向上升管时温度大约在 800℃，当荒煤气流过上升管时，壁吸收一定的热量而略有降低。等荒煤气进入桥管时，温度大约氨水将通过氨水喷嘴喷洒出雾状氨水对荒煤气进行降温处理，低温的荒煤气进行热量交换后，会使得荒煤气的温度迅速下降至 90℃冷却后的荒煤气连同混合在一起的氨水以及焦油蒸汽所产生的焦油向焦炉集气管之中。荒煤气将会沿着管道向上通过吸气弯管后流混在一起的氨水和焦油将会沿着集气管下方的焦油盒，也同样会进7]。后，汇集在吸气管中的氨水和荒煤气以及冷凝焦油经过一系列的过气液分离之后的荒煤气流向初冷器进行再次降温处理，荒煤气的 35-40℃左右。最后，荒煤气将会通过鼓风机前吸力抽取，一部分日常生活使用，另一部分经循环管回流至焦炉，完成荒煤气的热回。

行数字信号的运算处理，然后经过 D/A 转换成模拟量之后，将控制信号送到相应的电动执行机构和调节机构，以实现对焦炉集气管压力的控制。图2.4 集气管压力系统控制结构图

【参考文献】：
期刊论文
[1]优化炼焦工艺过程控制有效降低煤气消耗[J]. 王志国.  化工管理. 2018(08)
[2]支持向量机对多环芳烃毒性的定量构效预测[J]. 周真,杨旭,金龙,陈鑫.  安全与环境学报. 2017(04)
[3]关于焦炉炉体结构及耐火材料的使用研究[J]. 杨丽云.  化工管理. 2015(31)
[4]冶金焦的炼焦过程与四大基础化学的内在关系研究[J]. 胡一雯,李春生,付胜楠,孙嬿,孙博伟,荣涛,王彦笛,王宏.  河北冶金. 2014(09)
[5]基于LS-SVM逆系统的无轴承异步电机解耦控制[J]. 王正齐,黄学良.  控制工程. 2014(05)
[6]基于LS-SVM的无轴承同步磁阻电动机逆模型辨识及解耦控制[J]. 杨泽斌,汪明涛,孙晓东,朱熀秋.  轴承. 2013(06)
[7]世界煤炭资源供需形势分析[J]. 许莉.  中国煤炭地质. 2012(06)
[8]炼焦过程产生的污染物分析[J]. 王培俊,刘俐,李发生,田亚静,胡振琪,阳春花.  煤炭科学技术. 2010(12)
[9]基于LS-SVM的非线性系统直接逆模型控制[J]. 胡良谋,曹克强,李小刚,徐浩军,董新民.  中国机械工程. 2010(13)
[10]焦化鼓风机系统智能控制策略研究及应用[J]. 张世峰,童德华,薛红宇,宁芳青.  仪器仪表学报. 2009(11)

博士论文
[1]焦炉集气管压力智能预测控制方法及应用研究[D]. 刘昕明.东北大学 2015
[2]支持向量机逆系统方法及其应用研究[D]. 宋夫华.浙江大学 2006

硕士论文
[1]调节阀机理模型的建模与参数辨识[D]. 刘浩.杭州电子科技大学 2016
[2]多焦炉集气管压力系统预测控制策略研究与实现[D]. 李凯.上海交通大学 2014
[3]基于Gilbert算法和尺度化凸壳的SVM分类方法研究[D]. 汪卫兵.福州大学 2014
[4]基于强化学习的焦炉集气管压力解耦控制[D]. 王泽彬.湖南工业大学 2012
[5]基于非线性多模型预测方法的集气管压力控制研究[D]. 王威.东北大学 2011
[6]基于模拟退火算法的炼焦生产协调优化控制系统设计及应用[D]. 胡波.中南大学 2009
[7]单神经元自适应PID控制器在焦炉集气管压力控制中的应用[D]. 易以锋.武汉科技大学 2006
[8]一种模糊前馈解耦方法及其在集气管压力控制系统中的应用[D]. 周红军.武汉科技大学 2002
[9]基于神经网络a阶逆系统的多电机解耦控制[D]. 张浩.江苏大学 2002



本文编号：3037630