基于遗传模糊PID的石灰窑温度控制及优化研究解析.doc

基于遗传模糊PID的石灰窑温度控制及优化研究 李绍铭，杨鹏，杨帆 (安徽工业大学电气信息学院，安徽 马鞍山 243000) 摘 要：针对套筒窑燃烧控制系统中存在的燃烧效率不高，生产的石灰活性低的问题，设计了一种石灰窑燃烧室温度智能控制的方案。首先，该方案以燃烧室温度为控制目标，以煤气流量为调节对象，采用模糊PID智能控制燃烧室的温度的控制策略，针对模糊控制存在人为确定隶属度且不能动态调整参数的弊端，提出了用改进的遗传算法进行参数寻优的办法，通过仿真研究表明基于改进遗传算法的模糊PID控制器性能更优。其次，石灰石煅烧过程中工艺条件的优化也至关重要，通过模糊控制空燃比来控制烟气氧含量，极大地提高了燃烧效率。 关键词：石灰窑,模糊控制,PID,遗传算法 Research On Lime Kiln Temperature System Based On GA Fuzzy PID Algorithm And Optimal Control LI Shaoming,YANG Peng,YANG Fan Anhui University Of Technology, Ma’anshan, Anhui, China e-mail: lism@ahut.edu.cn Abstract: Sleeve kiln combustion control system for the presence of combustion efficiency is not high, low activity of lime production problems, the design of the program a lime kiln combustion chamber temperature intelligent control. First, the system temperature is controlled to the target chamber to adjust the gas flow to the object, using fuzzy PID intelligent control of the combustion chamber temperature control strategies, determine the membership and can not be artificially dynamically adjust the parameters of the drawbacks of the existence of the fuzzy control proposed parameter optimization approach with improved genetic algorithms, simulation results show that the performance of fuzzy PID controller based on improved genetic algorithm better. Secondly, optimizing process conditions limestone calcination process is also crucial, fuzzy control air-fuel ratio is controlled by the oxygen content in the flue gas to maximize combustion efficiency. Keywords: lime; fuzzy control; PID; genetic algorithms 1、绪论 随着对吨钢能耗的进一步降低挖潜，对石灰生产过程的质量控制、节能优化控制已经十分迫切。由于石灰窑是一个典型的大滞后、大惯性、存在强耦合的非线性被控对象[1]，因此，传统的常规PID等控制方法在石灰窑温度只能控制中很难达到理想的控制效果。在活性石灰焙烧的过程中，首先，在工艺方面，煅烧时间、温度、石灰石块度、生产进程等与活性石灰的质量、能源利用效率等关系密切；其次，燃料煤气尤其是混合煤气的热值、压力、助燃空气温度、燃料配比等，与燃烧室温度之间也存在极为密切的关系。就目前的控制水平和控制技术来看，实现某个物理量的精确控制已经不是问题，但根据产品的质量要求，实现各个变量之间的参数优化智能控制，以达到最佳质量和低能耗运行，确是值得研究的重大课题。 本课题结合当今的最新控制技术和计算机信息处理技术，结合活性灰生产控制的工艺，开展对石灰窑焙烧过程的控制参数优化和生产过程的智能控制进行研究，优化生产过程工艺参数，以期达到控制工艺的最优化，质量、产能和能耗比最优，最大限度的提高生产效率、