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水泥工业生产是一个连续过程,分解炉内温度是否稳定关系到回转窑内熟料的烧成质量、台时产量以及能耗,对整个水泥生产的“均衡稳定”也有着积极的意义。然而影响分解炉温度变化的因素很多,如生料的喂料量、喂煤量、三次风温风压、窑尾烟室温度、原燃料的品质等;生料的喂料、窑尾的分解炉喂煤存在着一个较长时间的滞后。因此,水泥工业分解炉的温度控制具有影响因素多,大滞后及非线性,难以建立起精确的数学模型的特点。同时,合理的分解炉温度控制模型的设计需要从控制、工艺以及操作工角度展开。因此从这三个角度出发,提出了分解炉的仿人智能模糊控制模型。
综合了仿人智能和模糊控制的优点,将仿人智能模糊控制理论运用于分解炉智能控制系统设计中。首先进行了控制器结构设计,根据不同的特征区域,选择不同的控制策略(PID控制,模糊控制,保持控制);设计了分解炉的模糊控制器:确定模糊控制器的输入变量为分解炉实际温度与设定温度的偏差及偏差变化率,输出变量为喂煤量增减量。确定了各变量的基本论域,输入变量的量化因子和输出变量的比例因子,及对应的模糊论域。通过总结优秀中控员工的控制经验和现场操作总结,设计了分解炉的模糊控制规则库,通过解模糊和模糊判决,得到精确量的控制输出,最后得到了可离线查询的模糊控制查询表。
通过MATLAB仿真,比较PID控制和仿人智能模糊控制的动静态性能、鲁棒性和抗干扰性能。仿真结果表明,仿人智能模糊控制具有很强的动静态性能和抗干扰性,及良好的鲁棒性等控制特性,能够适应水泥工业分解炉的温度控制。