[发明专利]一种基于主抽风机变频调控的烧结过程状态智能控制方法

权利要求书

1.一种基于主抽风机变频调控的烧结过程状态智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据在线检测的风箱废气温度对过程状态参数及过程状态参数变化率进行软测量；

所述过程状态参数包括废气温度上升点TRP、废气温度拐点BRP和烧结终点BTP；

步骤2：将过程状态参数及过程状态参数变化率的测量结果按照表1进行级别划分，并对其进行模糊处理，获取其所属级别及对应的模糊子集：

表1 过程状态的模糊子集划分

其中，μ和σ分别表示前述过程状态参数在预测前一小时内的均值和标准偏差；

步骤3：根据过程状态参数对应的模糊子集，与下述专家规则进行匹配，并输出相应调控措施：

(1)若废气温度上升点TRP及烧结终点BTP的模糊变量级别在[-2,+2]的范围内波动，则根据BRP模糊控制器调整主抽频率，使得BTP的实时测量值对应的模糊子集为ZE；

(2)若烧结终点BTP的模糊变量级别量处于异常区间，则调整风箱风门开度与台车速度，使得BTP的实时测量值对应的模糊子集为ZE；

(3)若废气温度上升点TRP的模糊变量级别处于异常区间，且废气温度拐点BRP的模糊子集为ZE，则根据废气温度上升点TRP状态预先调整主抽频率，使得TRP的实时测量值对应的模糊子集为ZE；

若废气温度拐点BRP处于与废气温度上升点TRP为同向状态，则根据BRP模糊控制器调整主抽频率；

所述同向状态是指废气温度上升点TRP的模糊变量级别为+3，废气温度拐点BRP的模糊变量级别属于范围[+1,+3]中；或者是废气温度上升点TRP的模糊变量级别为-3，废气温度拐点BRP对应的模糊变量级别属于范围[-1,-3]中；

若废气温度拐点BRP处于与废气温度上升点TRP不为同向状态，则降低主抽频率调整幅度，同时调整料层厚度；

(4)若余热锅炉压力、大烟道温度及风机电流参数处于厂家设定的生产临界值范围，则将当前控制模式设置为料层厚度、台车速度调控模式；

过程状态模糊变量处于异常区间是指过程状态模糊变量级别为+3或-3；

步骤4：根据专家系统和BRP模糊控制器确定最终输出的调控措施，并将调控参数的模糊量按其基本论域清晰化后，下发至执行器进行调整；

其中，主抽风机频率调整量的基本论域为[-1.5,1.5]Hz；

风门开度为开或关，料层厚度以5mm为一个基本调整单元；

台车速度的基本论域为[0,SPmax]，SPmax为生产允许的台车速度最大值。

2.根据权利要求1所述的一种基于主抽风机变频调控的烧结过程状态智能控制方法，其特征在于，所述BRP模糊控制过程如下：

步骤A：BRP的偏差和偏差变化分别按式(1)和式(2)进行模糊化：

E＝k_e(x_BRP-s_BRP) (1)

式中：E为BRP的偏差模糊变量；x_BRP为BRP实测值；s_BRP为BRP的设定值；k_e为E的模糊化的比例因子；

EC=kec(xBRP-xBRP′Δt)---(2)]]>

式中：EC为BRP的偏差变化的模糊变量；k_ec为模糊化的比例因子；x′_BRP为上一时刻的BRP实测值；Δt为采样时间间隔；

步骤B：根据BRP的偏差E和偏差变化EC，按表2进行模糊推理，得到一个模糊集合，采用加权平均法进行模糊决策得到输出量U；

表2 BRP模糊控制器的规则

步骤C：最后将输出量按式(3)进行清晰化计算和尺度变换，即可得到所需要的主抽风机变频调整量：

u=Uku---(3)]]>

式中：u为控制变量清晰化后的实际调整值；U为BRP模糊控制器输出的模糊化的控制变量；k_u为清晰化的量化因子；

在BRP模糊控制器中，BRP偏差E、偏差变化EC和主抽风机频率调整量的模糊子集均为：{NB,NM,NS,O,PS,PM,PB}，模糊论域为：{-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6}；

BRP偏差E的基本论域e∈[-3,3]，单位为m，量化因子K_e＝6/3＝2；

BRP偏差变化的基本论域ec∈[-0.4,0.4]，单位为m/min，量化因子K_ec＝6/0.4＝15；

主抽风机频率输出增量u∈[-1.5,1.5]，单位为Hz，比例因子K_u＝1.5/6＝0.25。