混合煤气加压系统的智能控制研究

【摘要】：在钢铁行业生产中,为了避免严重的空气污染并充分利用高炉、焦炉和转炉产生的煤气这一高热值燃料,一般处理过程是将产生的各种煤气分别收集到贮气罐(或贮气塔柜) 再用管道传送到中继加气站经加压后供各用户使用。中继加压站控制系统必须能够适应以下特性: (1) 在上游用户、下游用户的用量变化的作用下进站压力、出站压力变化无常。 (2) 介质为气体,变化的过渡过程长。 (3) 管网的特性变化无常。 (4) 系统中有滞后、非线性部件。 中继加压站控制系统的核心是在上述条件下能够达到出口压力稳定和管网稳定的控制算法的有效实现。 模糊控制器由于不需要建立被控对象的数学模型、具有良好的鲁棒性以及非线性的控制特性,使其成为控制具有大时滞、时变参数、非线性等受控对象的有效手段。经过30多年的发展,通过与PID控制、神经网络及遗传算法以及其他智能控制算法等的交叉融合,基本模糊控制存在的如精度不太高、自适应能力有限、易产生振荡现象等问题逐步得到改善或解决。 随着现代科技的发展,新型的、高性能的控制设备不断出现,使得构建高度自动化的、智能的、应对复杂控制问题的控制系统硬件平台成为可能。 基于上述的背景,本文以某钢铁企业混合煤气中继加压控制系统为具体的研究对象,在充分分析被控对象特性基础之上,构造了一种多层智能的模糊控制器,实现对该系统的智能控制。本文完成的工作如下: (1) 分析了混合煤气中继加压系统控制的国内外现状及其意义。 (2) 剖析了混合煤气中继加压系统控制的相关内容。 (3) 简要介绍模糊控制的相关基础理论及其发展概况。 (4) 以混合煤气中继加压系统为研究对象,探讨了相关的控制结构,进行了其控制系统的软、硬件集成设计,并设计了相关多层智能模糊控制算法。 (5) 通过仿真和实际运行验证了上述多层智能模糊控制算法的有效性,系统取得了良好的控制效果。 (6) 对该控制系统的现状和有待进一步完善的方面作了初步探讨,提出了下一步研究工作的目标。 【关键词】：中继加压 模糊控制 智能控制
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TF345
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 1 混合煤气加压系统概述9-14
• 1.1 钢铁企业生产中煤气资源的合理利用9-11
• 1.2 国内钢铁联合企业煤气优化利用现状11-12
• 1.3 混合煤气加压系统的作用、特性及研究现状12-13
• 1.4 本文所完成的工作13-14
• 2 模糊控制的理论基础14-27
• 2.1 模糊控制理论的背景知识14-16
• 2.1.1 模糊控制理论的基本思想14-15
• 2.1.2 模糊控制的应用15-16
• 2.2 模糊控制基础理论16-19
• 2.2.1 模糊控制系统的组成17-18
• 2.2.2 模糊控制算法18-19
• 2.3 模糊控制器的设计19-27
• 2.3.1 模糊控制器的输入变量和输出变量19-20
• 2.3.2 设计模糊控制规则20-24
• 2.3.3 去模糊化处理24
• 2.3.4 论域、量化因子、比例因子的选择24-27
• 3 仿人智能自适应模糊控制27-35
• 3.1 自适应模糊控制27-28
• 3.1.1 量化因子、比例因子对模糊控制器性能的影响27-28
• 3.2 仿人智能自适应模糊控制器28-35
• 3.2.1 仿人智能控制的基本思想28-29
• 3.2.2 仿人智能参数自整定算法29-30
• 3.2.3 仿人智能积分算法30-32
• 3.2.4 仿人智能自适应模糊控制器的仿真研究32-35
• 4 工业煤气加压智能控制系统35-43
• 4.1 被控对象简述35-36
• 4.2 项目技术方案36-38
• 4.2.1 整体改造的技术方案36-37
• 4.2.2 系统集成的技术方案37
• 4.2.3 主要设备功能37
• 4.2.4 模块式的功能单元37
• 4.2.5 软件设计的模块化37-38
• 4.3 系统的控制算法38-40
• 4.3.1 系统运行目标任务层算法38-40
• 4.3.2 系统运行控制级算法40
• 4.4 系统效能分析40-43
• 4.4.1 系统运行分析40-42
• 4.4.2 系统经济效益分析42-43
• 5 结论与展望43-44
• 致谢44-45
• 参考文献45-48
• 附表一 重钢葛老溪煤气加压站控制系统实施经济效益分析表48-49
• 独创性声明49
• 学位论文版权使用授权书49

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