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《哈尔滨工程大学》 2004年
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中储式钢球磨制粉系统的优化控制

卢良斌  
【摘要】:本论文对中储式钢球磨制粉系统的优化控制问题进行了研究,为解决这一控制系统的老大难问题提出了新的解决方案。 中储式钢球磨煤机广泛用于国内外火力发电厂,它是燃煤电站锅炉的重要辅机,也是耗能较大的设备之一,用电量高达厂用电的20%左右。但是由于钢球磨煤机系统是一个多变量、非线性、大延迟、大惯性的三入三出的被控对象,造成了磨煤机系统无法用常规的PID控制回路实现自动控制。因而制粉系统长期处于手动控制状态,导致制粉单耗大,经济效益低,工人劳动强度大。 针对这一实际情况,本文以国内某电厂300MW机组的4台钢球磨煤机为研究对象,设计了以高性能工控机为硬件平台、以Win2000 Professional为操作系统、以AF2000为仿真控制平台的优化控制系统,实现了该制粉系统的自动控制和优化运行。 本文首先对制粉系统的结构进行了介绍,分析了影响制粉系统最佳运行的因素,引入了以系统出力模型和热平衡模型为基础的在线仿真模型。在线仿真模型通过实时采集现场数据,以最大出力为目标,不断的修正输出参数,为在线优化控制系统提供监督指导。 本文接下来对先进的工业过程控制技术进行了阐述,对在实际工程中采用的控制方法进行了研究。在优化控制方案具体实现部分,首先分析了实际生产中影响优化控制的因素和实现优化运行的基本条件;然后对三个控制回路进行了详细的设计,最后对自寻优问题的实质及实现方案进行了研究。 本文最后对优化控制的结果进行了分析,分别对稳定控制过程、优化控制过程和异常控制过程进行了分析,以控制量和状态量在不同控制过程中变化趋势图说明了优化控制方案的可行性。 整个优化控制软件由多种控制算法组成、融合古典控制、智能控制、仿人控制等多种控制方法。在线优化控制既包括控制参数的在线整定,又 哈尔滨}_程人学硕十学位论文 包括控制算法的在线调整。在传统的控制方法中,往往是针对某个控制点 设计固定的控制回路。而在线决策控制中,对同一个控制点对应多个控制 回路,每个控制回路都可以单独工作,并达到不同的控制效果。在线优化 控制软件通过自学习算法对控制效果、当前工况、历史趋势进行评价,在 线调整控制算法,使得在不同的工况可以有不同的动作方式。 该优化控制软件是通过在现场反复的试验,经过不断改进而形成的控 制算法软件。该控制算法不属于任何一种传统的控制方法,吸取了古典与 现代控制理论的精华,旨在解决控制中的实际问题。 整个优化控制软件在某电厂300MW机组的制粉系统改造中得到应用, 整个软件运行稳定,系统出力得到提高,降低了制粉单耗,减轻了运行人 员的劳动强度,实现了中储式钢球磨制粉系统的自动控制。 实践证明,将传统控制方法和现代控制理论相结合并且引入仿真模型 的思路在解决多变量、非线性、大延迟、大惯性的工业生产过程是切实可 行的,并具有一定的社会价值和经济价值。 关键词:钢球磨煤机:控制;仿真模型;自适应;自寻优
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM621

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【参考文献】
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