退火炉燃烧过程的模糊自寻优控制器设计.pdf

退火炉燃烧过程的模糊自寻优控制器设计 王晓燕， 冯江， 温如春， 张小莉 （江西理工大学， 江西赣州 “ ） 摘要 对退火炉燃烧过程设计了模糊自寻优控制器， 采用自寻优控制， 自动搜索最佳油 ／ 风比， 取得了较 好的控制效果， 且对不可控因素的干扰具有较好的自适应能力。在保温阶段， 比手动控制可节能 , * / 70 1 2 3 , 1 （8 1 2 5 9 A 1B 5 1 C D E F 1 G 43 H I 1 D 5 D 2 5 J’ D 5 3 3 9 4， 7 2 5 K 3 ;，8 1 2 5 9 A 1 “ ，L 1 5 2） 5 9 0 4 2 6 0*H ; K K 4 F D H , 3 M G 1 N 1 K 2 G 1 3 5 3 5 G E 3 D E H 3 E 2 5 5 D 2 1 5 9 H ; E 5 2 D 1 FJ D F 1 9 5 D J OP G 1 FQ 2 F D J3 5F D H ,3 M G 1 N 1 K 2 R G 1 3 5 2 5 J 1 G 2 5 F D 2 E G DN 3 F G F ; 1 G 2 Q D E 2 G D3 H 3 1 2 5 J2 1 E 2 ; G 3 N 2 G 1 2 4 O’ D 3 5 G E 3 M E 3 D F F 1 F D H H D G 1 C D O’ 1 F 3 5 G E 3 D E 1 F 2 J 2 M G 1 C D G 35 3 1 F D H 2 G 3 E F OS ; E 1 5 9 1 5 F ; 2 G 1 3 5 F G 2 9 D， 3 N M 2 E D JT 1 G N 2 5 ; 2 3 5 G E 3 M E 3 D F F， ’ 4 * 5 5 D 2 1 5 9 H ; E 5 2 D； ; K K 4 F D H , 3 M G 1 N 1 K 2 G 1 3 5；* J 2 M G 1 C D 作者简介王晓燕，（ U ,） ， 女， 江西赣州人， 硕士， 讲师 燃油退火炉控制系统是一个非线性、 时变、 有噪 声干扰和纯滞后的系统。对燃油退火炉燃烧过程的 控制， 首先要克服上述因素的影响， 实现较精确的温 度和压力控制。并在此基础上寻求最佳的燃烧过 程， 提高热效率， 以达到节约能源的目的。对于油 ／ 风比的控制， 常用的做法是根据烟道废气中的残氧 量来进行油 ／ 风比的校正。实践证明， 这种方法由于 受多种条件限制， 效果不够理想。为了解决这一问 题， 本文提出了一种新的控制技术， 利用热效率与油 ／ 风比之间的峰值特性， 采用自寻优控制， 自动搜索 最佳油 ／ 风比。数字仿真表明该方法可以加快搜索 过程， 提高搜索质量， 对不可控因素的干扰具有较好 的自适应能力。 模糊控制系统总体设计 对退火炉燃烧过程的控制， 要求维持稳定的温 度以保证钢材退火质量。最佳燃烧过程取决于燃料 和空气的比例。根据统计分析， 燃烧过程中空气过剩 率V O “ O 时热效率最高。在燃烧过程中， 控 制系统应该通过控制燃油和空气的比例来保持最佳 的燃烧状态。此外， 炉膛内的压力是随着工作情况而 变化的， 而炉压又能影响炉温， 因此， 要维持稳定的炉 温， 还需对炉膛内的压力进行调节。保持适当的炉膛 压力， 可以提高热效率， 延长窑炉的寿命。 综上所述， 要保证退火温度， 实现最佳燃烧过 程， 控制系统应包括以下三个组成部分 温度燃油 ／ 空气流量调节回路； 燃油 ／ 空气最佳比例调节回路； 炉膛压力调节回路。 采用自寻优模糊控制器的退火炉燃烧过程控制 系统如图所示。图中 W L为炉压模糊控制器； ’ L为温度模糊控制器， 它根据温度信号对油量和 风量进行调节； I L为油 ／ 风比模糊控制自寻优控制 “ 有色金属 （冶炼部分） “年期 万方数据 器， 它不断发出试探信号， 通过对燃油量的测量， 搜 索最佳油 ／ 风比。燃料 ／ 空气控制采用并行结构。 图退火炉模糊控制系统图 “ ，8 ， ⋯， ， 7｝ 14-｛ 7， ， ⋯， ,， ,， ⋯， ， 7｝ 自寻优搜索过程的控制规则如表,所示， 其中 “ 13 ,为上一周期寻优步长，“ 13为本次寻优步长。 表模糊自寻优控制 ; 4规则表 / . “ 0 2 2 3 5 . / , 4 6 2 4 - 1 - 4 ’ / ’ 0 / . 5 4 / . “ 0 “ 13 , 8 988 ; ; 9 8 98 98 98 9 9 9 9 888 98 9 9 9 9 8 ;8 ;88 ; 8 *年7期 万方数据 表模糊自寻优“ 控制表 0 . 4 4 ’ 2 4 8 . * 6 4 5 2 3 4 * ’ 5 0 4 6 0 ’ （） 4 . * , 5 0 4 6 0 ’（ ［］刘曙光6模糊控制的进展与展望 ［］ 6机电工程， , , ,， （） 5 ［*］朴春俊6模糊控制在退火炉炉温控制中的应用 ［］ 6信 息技术， , , （7） * ［］艾红6锅炉效率动态模糊自寻优控制 ［］ 6自动化技术 与应用， , , ， （） * 有色金属 （冶炼部分） , , 年’期 万方数据