專利名稱：一種煤氣混合加壓的智能解耦控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過程控制領(lǐng)域的加壓過程的智能解耦方法以及氣體加壓的壓力控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼鐵是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)原料和戰(zhàn)略物資，但鋼坯生產(chǎn)中所用煤氣的熱值和壓力波動(dòng)大，會(huì)導(dǎo)致鋼坯質(zhì)量低、軋費(fèi)率高，影響鋼鐵質(zhì)量和生產(chǎn)成本。
加壓站是對(duì)煤氣進(jìn)行按要求混合加壓的關(guān)鍵設(shè)備，主要是對(duì)熱值壓力較低的高爐煤氣和熱值壓力較高的焦?fàn)t煤氣進(jìn)行配比和混合加壓，生產(chǎn)出具有一定的熱值和壓力的混合煤氣，以滿足不同鋼坯的加熱要求。目前，我國煤氣加壓普遍采用的生產(chǎn)方式為高爐管道和焦?fàn)t管道各有兩道蝶閥，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)這四道蝶閥來調(diào)節(jié)焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣流量的比值，來實(shí)現(xiàn)熱值的配比和壓力的調(diào)節(jié)。煤氣混合后再通過加壓機(jī)加壓，調(diào)節(jié)壓力。手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，在熱值穩(wěn)定方面有一定的效果，但熱值波動(dòng)仍然較大且調(diào)節(jié)速度緩慢，不僅與煤氣用戶的生產(chǎn)工藝要求存在一定的差距，而且也不利于煤氣的充分利用，同時(shí)增加了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作壓力。在采用傳統(tǒng)的經(jīng)典控制手段時(shí)，由于煤氣混合加壓控制是非線性、強(qiáng)耦合和分布參數(shù)的非線性系統(tǒng)，很難求得系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，難以達(dá)到控制要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了對(duì)煤氣的熱值和壓力進(jìn)行及時(shí)有效地的控制和調(diào)節(jié)，本發(fā)明利用智能控制技術(shù)，建立了一種煤氣混合加壓過程智能解耦控制模型，同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)智能解耦控制系統(tǒng)。
本發(fā)明將系統(tǒng)劃分為解耦控制回路和壓力控制回路，在解耦控制回路中，將混壓作為一個(gè)控制目標(biāo)，通過推導(dǎo)雙蝶閥并聯(lián)狀態(tài)增益矩陣屬性并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)智能解耦控制器，對(duì)熱值和混壓控制量進(jìn)行解耦，并轉(zhuǎn)化為高爐閥門開度增量和焦?fàn)t閥門開度增量的控制輸出。本發(fā)明設(shè)計(jì)蝶閥組控制策略，將高爐閥門開度增量和焦?fàn)t閥門開度增量轉(zhuǎn)化為四個(gè)蝶閥的實(shí)際開度輸出。在壓力控制回路中，將混壓作為前饋值引入到控制器的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)二自由度專家控制器，通過變頻器控制加壓機(jī)的轉(zhuǎn)速來穩(wěn)定加壓機(jī)后的壓力。
本發(fā)明煤氣混合加壓過程智能解耦控制系統(tǒng)，包括以下幾個(gè)部分煤氣混合過程智能解耦控制；煤氣加壓過程二自由度專家控制；采用OPC通訊協(xié)議，建立精確、穩(wěn)定的實(shí)時(shí)通訊機(jī)制，并利用ATL技術(shù)對(duì)通訊協(xié)議進(jìn)行封裝；控制參數(shù)在線修改；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控和信息管理。


圖1本發(fā)明煤氣混合加壓過程控制回路圖；圖2本發(fā)明熱值壓力解耦控制方框圖；圖3(a)、(b)本發(fā)明焦?fàn)t煤氣壓力—流量過程圖；圖4本發(fā)明二自由度專家控制方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)的說明。
如圖2所示，熱值與壓力解耦控制回路設(shè)計(jì)主要有模糊解耦控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模糊解耦規(guī)則的確定兩方面的內(nèi)容，分別說明如下步驟1模糊解耦控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)煤氣混合加壓時(shí)，進(jìn)加壓站煤氣為高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣，出加壓站煤氣為混合煤氣，進(jìn)加壓站高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的熱值、壓力和配比的改變既影響混合煤氣壓力，又影響混合煤氣熱值。因此，煤氣混合加壓過程的被控對(duì)象是一個(gè)非線性強(qiáng)耦合的雙輸入、雙輸出多變量非線性系統(tǒng)，必須設(shè)計(jì)一個(gè)解耦控制器對(duì)其進(jìn)行控制。
解耦控制策略的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下所述(1)分別設(shè)計(jì)高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣模糊控制器，將當(dāng)前的熱值偏差信號(hào)和混壓偏差信號(hào)轉(zhuǎn)化為中間控制量，通過使用中間變量反映熱值壓力偏差和偏差的變化率的趨勢(shì)；(2)設(shè)計(jì)模糊解耦控制器將轉(zhuǎn)化后的熱值控制量和壓力控制量進(jìn)行解耦，然后轉(zhuǎn)化為高爐閥門開度增量和焦?fàn)t閥門開度增量的控制輸出；(3)設(shè)計(jì)蝶閥專家控制器將高爐閥門開度增量和焦?fàn)t閥門開度增量轉(zhuǎn)化為蝶閥的實(shí)際開度輸出，這是由于現(xiàn)場(chǎng)高爐管道與焦?fàn)t管道分別有兩道蝶閥，因此必須設(shè)計(jì)控制器將高閥增量與焦閥增量在這兩道閥門上進(jìn)行分配，并根據(jù)閥門流量特此性曲線進(jìn)行補(bǔ)償。
步驟2模糊解耦規(guī)則的確定模糊解耦控制器中解耦規(guī)則是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，其品質(zhì)、以及具體參數(shù)設(shè)置，直接關(guān)系整個(gè)系統(tǒng)控制效果好壞。本發(fā)明解耦規(guī)則的確立依據(jù)來自兩個(gè)方面雙蝶閥并聯(lián)狀態(tài)增益矩陣和專家經(jīng)驗(yàn)。
雙蝶閥并聯(lián)結(jié)構(gòu)如附圖3(a)所示，圖中Q1為焦?fàn)t煤氣流量，Q2為高爐煤氣流量，U1、U2分別為1#蝶閥和2#蝶閥的開度，Q為混合管道煤氣總流量，A為混合煤氣熱值。
設(shè)高爐、焦?fàn)t煤氣熱值分別為α、β，由圖3(a)可寫出混合過程靜態(tài)關(guān)系式為A=αQ1+βQ2Q1+Q2Q=Q1+Q2---(1)]]>設(shè)操作量u1＝Q1，u2＝Q2被調(diào)量 y1＝A，y2＝Q則式(1)可以寫成y1=αu1+βu2u1+u2y2=u1+u2---(2)]]>根據(jù)相對(duì)增益的定義，先求取u1到y(tǒng)1通道的第一和第二放大系數(shù)p11=∂y1∂u1|u2=(α-β)u2u1+u2=α-y1y2]]>q11=∂y1∂u1|y2=β-αy2]]>因此可求得λ11=p11q11=α-y1α-β]]>同理可求得λ12、λ21、λ22，結(jié)合相對(duì)增益矩陣的性質(zhì)可求得相對(duì)增益矩陣為Λ=λ11λ12λ21λ22=1α-βα-y1y1-βy1-βα-y1---(3)]]>在實(shí)際生產(chǎn)中，焦?fàn)t煤氣熱值α＝17000，高爐煤氣熱值β＝3000，混合煤氣熱值A(chǔ)在3000～17000之間變化。假設(shè)此時(shí)混合煤氣熱值偏低，A＝4000，由公式(3)可得到此時(shí)的系統(tǒng)相對(duì)增益矩陣為Λ=114131113]]>此時(shí)熱值偏低，有兩種調(diào)節(jié)方法開大焦閥或關(guān)小高閥。根據(jù)增益矩陣，若開大焦閥，調(diào)節(jié)熱值的同時(shí)對(duì)流量影響很小，因?yàn)椤木仃嚨牡谝涣袃蓚€(gè)值分別為13和1，可以計(jì)算出ΔA＝13×Δu1(4)ΔQ＝1×Δu1(5)式(4)說明此時(shí)開大焦閥調(diào)節(jié)熱值很有效，只需改變焦閥很小開度就能實(shí)現(xiàn)熱值調(diào)節(jié)目標(biāo)；式(5)說明改變焦閥開度對(duì)壓力影響很小，這種調(diào)節(jié)解除了耦合，系統(tǒng)是趨向穩(wěn)定的。
若采用關(guān)小高閥來調(diào)節(jié)熱值，根據(jù)相對(duì)增益矩陣計(jì)算得到ΔA＝1×Δu2(6)ΔQ＝13×Δu2 (7)式(6)說明此時(shí)關(guān)小高閥調(diào)節(jié)熱值效果很微弱，高閥需要?jiǎng)幼骱艽蟛拍軐?shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目標(biāo)；式(7)說明高閥動(dòng)作對(duì)壓力影響很大，破壞了壓力的穩(wěn)定，這種調(diào)節(jié)是發(fā)散的，使系統(tǒng)從一種不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種不穩(wěn)定狀態(tài)。
在設(shè)計(jì)該解耦控制規(guī)則時(shí)，操作人員通過長(zhǎng)期實(shí)踐所積累的專家經(jīng)驗(yàn)是重要的指導(dǎo)依據(jù)操作人員在對(duì)四蝶閥進(jìn)行操作時(shí)，并不是只看熱值或只看混壓，而是要兼顧這兩個(gè)目標(biāo)，首先判斷熱值或者混壓這兩個(gè)控制目標(biāo)是否處于正常，如不正常相應(yīng)的控制量應(yīng)該為多少，然后根據(jù)熱值的控制量和混壓的控制量來綜合考慮如何調(diào)節(jié)四個(gè)閥門；在對(duì)蝶閥進(jìn)行操作時(shí)，并不是只調(diào)單個(gè)閥門，如開關(guān)單個(gè)高爐閥門來控制加壓機(jī)前管壓，而是根據(jù)當(dāng)前情況來靈活進(jìn)行處置。在某種意義上說，操作人員通過自己的經(jīng)驗(yàn)對(duì)熱值調(diào)節(jié)與混壓調(diào)節(jié)進(jìn)行了解耦。
本發(fā)明通過推導(dǎo)雙蝶閥并聯(lián)狀態(tài)增益矩陣屬性，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀察總結(jié)的專家經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了模糊解耦規(guī)則當(dāng)混壓發(fā)生變化時(shí)，同比例的開大或關(guān)小高爐管道閥門和焦?fàn)t管道閥門，可以調(diào)節(jié)混壓，同時(shí)保證熱值的穩(wěn)定；當(dāng)熱值發(fā)生變化時(shí)，反比例的開大或關(guān)小高爐煤氣管道閥門和焦?fàn)t煤氣管道閥門，可以調(diào)節(jié)熱值，同時(shí)保證壓力的不變；而當(dāng)混壓、熱值均發(fā)生變化時(shí)，則第一步先同比例的變化閥門來調(diào)壓力，第二步再反比例的變化閥門來調(diào)熱值，最后將這兩步得出控制量進(jìn)行合成，得出一個(gè)最終的控制量下發(fā)，即相當(dāng)于將原來兩步進(jìn)行的控制合成為一步進(jìn)行控制。所有專家解耦控制規(guī)則總結(jié)如表1所示。
表1熱值壓力解耦模糊表

下面再給出蝶閥組的控制策略。
當(dāng)控制器計(jì)算出焦?fàn)t和高爐閥門組控制值后，由蝶閥組控制策略決定到底如何調(diào)節(jié)相應(yīng)閥門組的兩個(gè)閥門，控制策略推導(dǎo)如下以焦?fàn)t蝶閥組為例。焦?fàn)t煤氣壓力—流量管道系統(tǒng)如圖3(b)所示。
在圖3(b)中，P0為1#蝶閥前焦?fàn)t煤氣壓力，P1為2#蝶閥前焦?fàn)t煤氣壓力，P2為2#蝶閥后焦?fàn)t煤氣壓力，U1、U2分別為1#蝶閥和2#蝶閥的開度，H為焦?fàn)t管道煤氣流量。
根據(jù)公式，壓力—流量過程可以描述為H=U1(P0-P1)=U2(P1-P2)=U1U2(P0-P2)U1+U2---(8)]]>兩個(gè)回路都處于開環(huán)下，被調(diào)流量H對(duì)U1的增量即第一放大系數(shù)是∂H∂U1|U2=(U2U1+U2)2(P0-P2)---(9)]]>壓力回路閉合時(shí)，H對(duì)U1的偏導(dǎo)數(shù)即第二偏導(dǎo)數(shù)即第二放大系數(shù)是∂H∂U1|P2=P0-P1=(U2U1+U2)(P0-P2)---(10)]]>
根據(jù)相對(duì)增益定義有λ11=∂H∂U1|U2∂H∂U1|P2=U2U1+U2---(11)]]>從公式(8)中解出U1和U2并帶入(11)，就可以用壓力來表示增益，即λ11=P0-P1P0-P2---(12)]]>同樣可以求出U2對(duì)流量H的相對(duì)增益λ12λ12=P1-P2P0-P2]]>如果改用P1來描述此壓力—流量系統(tǒng)，即P1=P0-HU1=P2+HU2=U1P0+U2P2U1+U2---(13)]]>則可確定另—增益對(duì)(13)求取偏導(dǎo)數(shù)，就可分別推導(dǎo)出U1、U2對(duì)P1的兩個(gè)通道的相對(duì)增益。最后，壓力—流量系統(tǒng)的相對(duì)增益矩陣∧可寫為Λ=λ11λ12λ21λ22=P0-P1P0-P2P1-P2P0-P2P1-P2P0-P2P0-P1P0-P1---(14)]]>分析相對(duì)增益矩陣∧得到蝶閥組控制策略如果系統(tǒng)中P1接近P2，則用閥1控制流量，用閥2控制壓力P1；如果P1接近P0，則用閥2控制流量，用閥1控制壓力P1；如果P1接近(P0-P2)的中點(diǎn)，則同時(shí)調(diào)節(jié)兩個(gè)閥門。
蝶閥的流量特性曲線是一個(gè)分段函數(shù)，在不同的閥位區(qū)域所進(jìn)行的相同閥位調(diào)節(jié)，其作用是不同的，因此有必要專門對(duì)閥門進(jìn)行專家修正。因此設(shè)計(jì)了單碟閥專家修正器，擬合了蝶閥的流量特性曲線，在不同的閥門開度區(qū)間，用不同的參數(shù)修正控制量，其專家修正規(guī)則如下R1IF蝶閥的檢測(cè)值U∈[5，30]，計(jì)算得閥門增量為ΔUThen U＝U+ΔU；R2IF蝶閥的檢測(cè)值U∈[30，85]，計(jì)算得閥門增量為ΔUThen U＝U+ΔU*；其中ΔU*=ΔU2K;]]>
R3IF蝶閥的檢測(cè)值U≥85，計(jì)算得閥門增量為ΔU≥0Then U＝U+0；R4IF蝶閥的檢測(cè)值U≥5，計(jì)算得閥門增量為ΔU≤0Then U＝U+0；下面對(duì)壓力控制回路二自由度專家控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。
本發(fā)明對(duì)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行二自由度的專家智能變頻調(diào)壓技術(shù)，反饋專家控制器和前饋專家控制器形成了一個(gè)二自由度的專家控制器，具體控制步驟如下步驟1當(dāng)程序啟動(dòng)后，在對(duì)話框類的初始化控制模型。
步驟2根據(jù)壓力設(shè)定值和加壓機(jī)后壓力檢測(cè)值偏差，由反饋專家控制器計(jì)算得到控制增量up1。
步驟3根據(jù)加壓機(jī)前壓力值由前饋專家控制器計(jì)算得到控制增量up2。
步驟4由up1、up2合成計(jì)算總的控制增量up。
采用一個(gè)二自由度的專家控制策略，既可以保證對(duì)控制目標(biāo)的跟蹤精度，又具有較好的干擾抑制特性，取得了較好的效果。
下面對(duì)OPC通訊控件設(shè)計(jì)進(jìn)行具體說明。
針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)多和硬件驅(qū)動(dòng)繁雜等特點(diǎn)，利用ATL技術(shù)，將OPC協(xié)議封裝在一個(gè)ActiveX控件中，實(shí)現(xiàn)了智能解耦控制應(yīng)用軟件與集散控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件的實(shí)時(shí)、精確通訊，同時(shí)使應(yīng)用軟件具有良好的可移植性。OPC通信控件的開發(fā)內(nèi)容如下所示(1)創(chuàng)建ATL項(xiàng)目本文將創(chuàng)建一個(gè)名為OPCControl的ActiveX控件。
(2)加入控件對(duì)象在Insert菜單中，點(diǎn)擊New ATL Object。給該控件設(shè)置屬性并給出該控件的C++類名。屬性設(shè)置為默認(rèn)即可，C++類名設(shè)置為OPCControl，這也是生成的ActiveX控件的名字。
(3)加入處理方法(Method)該控件所要滿足的功能都是通過調(diào)用方法(Method)來完成的。所以還需進(jìn)行最后也是最重要的一步定義方法(Method)。在上一步已經(jīng)生成的接口ILGOPCControl的右鍵菜單中選取New Method，然后分別添加如下方法
①連接到本地OPC服務(wù)器，服務(wù)器名作輸入?yún)?shù)ConnectToServer([in]BSTR ProgID)②連接到遠(yuǎn)程OPC服務(wù)器，此時(shí)要增加遠(yuǎn)程服務(wù)器所在的計(jì)算機(jī)名作參數(shù)ConnectToRemoteServer([in]BSTR StationName，[in]BSTR ProgID)；③增加讀數(shù)據(jù)的項(xiàng)(Item)，Item數(shù)目和Item名作參數(shù)。
AddReadItem([in]long len，[in，size_is(len)]VARIANT*TagName)；④增加寫數(shù)據(jù)的項(xiàng)(Item)，Item數(shù)目和Item名作參數(shù)。
AddWriteItem([in]long len，[in，size_is(len)]VARIANT*TagName)；⑤同步讀數(shù)據(jù)，返回?cái)?shù)據(jù)存在Data中。
ReadData([in]long len，[out，size_is(len)]VARIANT*Data)；⑥同步寫數(shù)據(jù)，下發(fā)數(shù)據(jù)存在WriteData中WriteData([in]long len，[in，size_is(len)]VARIANT*WriteData，[in，size_is(len)]long*TagList)；⑦異步讀數(shù)據(jù)，返回?cái)?shù)據(jù)存在TagData中AsyRead([in]long len，[out]VARIANT*TagData)；⑧異步寫數(shù)據(jù)，下發(fā)數(shù)據(jù)存在TagData中AsyWrite([in]long len，[in]VARIANT*TagData)；⑨斷開與OPC服務(wù)器的連接，并釋放資源，防止內(nèi)存泄漏DisconnectOPC()；下面是煤氣混合加壓過程智能解耦控制系統(tǒng)具有的主要功能。
(1)煤氣混合過程智能解耦控制控制系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的熱值設(shè)定值，采集現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程參數(shù)，通過智能解耦算法計(jì)算得到控制值，并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正得到閥門開度的給定值，從而對(duì)煤氣混合過程熱值實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，大大提高了熱值配比的控制速度和熱值穩(wěn)定程度，實(shí)現(xiàn)了熱值的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確控制。
(2)煤氣加壓過程二自由度專家控制本系統(tǒng)采用專家智能變頻調(diào)壓技術(shù)，用調(diào)節(jié)變頻器來控制加壓機(jī)轉(zhuǎn)速，從而穩(wěn)定加壓機(jī)后壓力。這樣既可保證對(duì)給定壓力的跟蹤精度，又具有較好的干擾抑制特性。通過調(diào)節(jié)變頻器頻率來改變鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)而調(diào)節(jié)煤氣壓力的方法具有簡(jiǎn)單、節(jié)能、高效等優(yōu)點(diǎn)。
(3)OPC通訊功能針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)多和硬件驅(qū)動(dòng)繁雜等特點(diǎn)，利用ATL技術(shù)，將OPC協(xié)議封裝在一個(gè)ActiveX控件中，實(shí)現(xiàn)了智能解耦控制應(yīng)用軟件與集散控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件的實(shí)時(shí)、精確通訊，同時(shí)使應(yīng)用軟件具有良好的可移植性。
(4)控制參數(shù)在線修改因?yàn)槊刻斓臍庠垂r不同，用戶用氣量變化很大，整個(gè)生產(chǎn)過程的本質(zhì)屬性存在著漂移，例如隨著使用時(shí)間的增加，閥門機(jī)械間隙增加，閥門流量特性曲線會(huì)發(fā)生變化，閥門控制步長(zhǎng)就應(yīng)改變。三加壓站智能解耦控制系統(tǒng)留有控制參數(shù)修改的接口，知道系統(tǒng)密碼的高級(jí)操作者可以根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況修改控制參數(shù)，提高控制品質(zhì)。
(5)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控和信息管理實(shí)時(shí)顯示煤氣混合加壓過程參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了閥門開度的棒狀圖顯示、混合煤氣熱值與壓力的監(jiān)視、混合煤氣熱值與壓力設(shè)定值修改、蝶閥開度和變頻器頻率的手動(dòng)修改等功能，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)手動(dòng)/自動(dòng)的無擾切換。
本發(fā)明建立的煤氣混合加壓過程智能解耦控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)混合煤氣熱值與壓力的自動(dòng)控制，降低加壓站生產(chǎn)成本，保證混合煤氣熱值與壓力的穩(wěn)定，減小電能消耗，提高企業(yè)自動(dòng)化和信息化程度。本發(fā)明的控制和耦方法，保證了鋼坯的加熱質(zhì)量，降低能耗，獲得高質(zhì)量、低成本的鋼材產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種煤氣混合加壓的智能解耦控制方法，其特征在于將當(dāng)前的熱值偏差信號(hào)和混壓偏差信號(hào)轉(zhuǎn)化為中間控制量，設(shè)計(jì)高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣模糊控制器，通過中間變量反映熱值壓力偏差和偏差的變化率的趨勢(shì)；用模糊解耦控制器將轉(zhuǎn)化后的熱值控制量和壓力控制量進(jìn)行解耦，再轉(zhuǎn)化為高爐閥門開度增量和焦?fàn)t閥門開度增量的控制輸出；用蝶閥專家控制器將高爐閥門開度增量和焦?fàn)t閥門開度增量轉(zhuǎn)化為蝶閥的實(shí)際開度輸出，控制器將高閥增量與焦閥增量在這兩道閥門上進(jìn)行分配并修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣混合加壓的智能解耦控制方法，其特征在于所述的模糊解耦控制器的解耦規(guī)則是混壓發(fā)生變化時(shí)，同比例開大或關(guān)小高爐管道閥門和焦?fàn)t管道閥門，調(diào)節(jié)壓力的同時(shí)保證熱值不變；熱值發(fā)生變化時(shí)，反比例的開大或關(guān)小高爐煤氣管道閥門和焦?fàn)t煤氣管道閥門，調(diào)節(jié)熱值同時(shí)保證壓力的不變；混壓、熱值均發(fā)生變化時(shí)，先同比例的變化閥門來調(diào)壓力，再反比例的變化閥門來調(diào)熱值，最后將這兩步得出控制量進(jìn)行合成，得出最終的控制量進(jìn)行控制，由閥組控制策略調(diào)節(jié)相應(yīng)閥門組的兩個(gè)閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣混合加壓的智能解耦控制方法，其特征在于根據(jù)下述壓力—流量系統(tǒng)的相對(duì)增益矩陣對(duì)蝶閥組進(jìn)行控制^=λ11λ12λ21λ22=P0-P1P0-P2P1-P2P0-P2P1-P2P0-P2P0-P1P0-P2]]>系統(tǒng)中P1接近P2，用閥1控制流量，用閥2控制壓力P1；P1接近P0，則用閥2控制流量，用閥1控制壓力P1；P1接近(P0-P2)的中點(diǎn)，同時(shí)調(diào)節(jié)兩個(gè)閥門，式中P0為1#蝶閥前焦?fàn)t煤氣壓力，P1為2#蝶閥前焦?fàn)t煤氣壓力，P2為2#蝶閥后焦?fàn)t煤氣壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣混合加壓的智能解耦控制方法，所述的修正采用的是單蝶閥專家修正器，擬合蝶閥的流量特性曲線，在不同的閥門開度區(qū)間，用不同的參數(shù)修正控制量，專家修正規(guī)則為R1IF蝶閥的檢測(cè)值U∈[5，30]，計(jì)算得閥門增量為ΔUThenU＝U+ΔU；R2IF蝶閥的檢測(cè)值U∈[30，85]，計(jì)算得閥門增量為ΔUThenU＝U+ΔU*；其中ΔU*=ΔU2&Kgr;,]]>K由蝶閥的流量特性決定；R3IF蝶閥的檢測(cè)值U≥85，計(jì)算得閥門增量為ΔU≥0ThenU＝U+0；R4IF蝶閥的檢測(cè)值U≥5，計(jì)算得閥門增量為ΔU≤0ThenU＝U+0。
全文摘要
一種煤氣混合加壓智能解耦建?？刂品椒?，本發(fā)明建立了一個(gè)煤氣混合加壓智能解耦控制模型，將系統(tǒng)劃分為解耦控制回路和壓力控制回路，解耦控制回路消除了混合煤氣熱值和壓力的耦合影響，并利用蝶閥專家控制策略實(shí)現(xiàn)了四蝶閥控制量的合理分配；壓力控制回路利用二自由度專家控制方法實(shí)現(xiàn)了煤氣加壓過程壓力的自動(dòng)控制；系統(tǒng)采用OPC通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)了與原集散控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)、精確的數(shù)據(jù)交換。該系統(tǒng)控制效果明顯，減少了煤氣的熱值和壓力的波動(dòng)，降低了生產(chǎn)成本，提高了鋼鐵質(zhì)。
文檔編號(hào)F23L13/00GK1952481SQ20051003226
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月18日
發(fā)明者吳敏, 劉建群, 曹衛(wèi)華, 黃兆軍, 陳煒, 向婕 申請(qǐng)人:中南大學(xué)