专利名称：基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控制方法
技术领域：
本发明属于铁矿石烧结过程控制领域，具体涉及一种基于满意优化的热风温度与 烧结终点温度协调控制方法。
背景技术：
钢铁工业是我国国民经济的基础产业，而烧结过程是钢铁冶炼中一道不可缺少的 工序，热风烧结是一种重要的烧结生产方式。由烧结工艺可知，达到热风烧结效果的关键因素是将热风温度稳定在最佳值，该 值可通过热风温度优化控制模型求得。同时，烧结终点位置和烧结终点温度与烧结矿质量 产量和能源消耗有着密切关系，其优化设定值可由烧结终点温度智能控制模型求得。然而，在热风烧结工艺中，热风温度与烧结终点温度之间相互关联、相互影响，难 以达到综合最优。若热风温度升高，则烟气温度和烧结终点温度必然升高，从而又导致热风 温度进一步升高；若烧结终点温度升高，烟气温度和热风温度必然随之升高，从而又导致烧 结终点温度进一步升高；反之亦然。因此，需要针对热风温度和烧结终点温度之间的循环相关性，对热风温度和烧结 终点温度进行智能协调控制，以提高烧结过程烧结状态的控制精度，稳定烧结过程，提高烧 结过程热能利用率和钢铁生产节能减排水平。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控制方 法，该基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控制方法用于提高烧结过程烧结状态 的控制精度，稳定烧结过程，提高烧结过程热能利用率和钢铁生产节能减排水平。本发明的技术解决方案如下一种基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控制方法，包括以下步骤步 骤1 构造热风温度前馈-反馈控制器和烧结终点温度前馈-反馈控制器；其中，热风温度前馈_反馈控制器的给定为热风温度设定值，热风温度前馈_反馈 控制器的反馈信号为烧结过程中的热风温度检测值，热风温度前馈_反馈控制器的输出为 热风温度操作参数区间Vbla为[V
blamin' VblamaxJ ^烧结终点温度前馈-反馈控制器的给定为烧结终点温度设定值，烧结终点温度前 馈_反馈控制器的反馈信号为烧结过程中的烧结终点温度检测值；烧结终点温度前馈_反 馈控制器的输出为烧结终点温度操作参数区间Vbtp为[Vbtpmin，Vbtpmax]；其中，操作参数V= [vi; V2, V3I = [FD，U，IGN]，FD e
表示新鲜空气风量与 抽风风量的比率、U e
表示台车速度、IGN e [1100,1300]表示点火温度；步骤2 建立综合满意度模型，以Vbla和Vbtp为输入，以参数综合满意最优解区间 Vbest为输出，从参数综合满意最优解区间Vtest选取一个值下发到烧结过程，以实现基于满意 优化的热风温度与烧结终点温度协调控制。
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步骤1中的热风温度操作参数区间Vbla的前馈控制区间Viblatl和烧结终点温度操 作参数区间Vbtp的前馈控制区间Vibtptl由下式表征Vibla0 = kiblagTblas+Cibla = [kiblaga+Cibla, kiblagb+CiblJVibtp0 一 kibtpgTbtps+Cibtp 一 [kibtpgc+Cibtp, kibtpgd+Cibtp]其中Tbla和Tbto分别表示热风温度和烧结终点温度，Tblas e [a, b]，TbtDS e [C，d]，
a, b，c，d均为设定值，设a = 200，b = 300，c = 350，d = 440。Kibla为操作参数Vi的热风 温度比例系数，Cibla为操作参数Vi的热风温度常数，Kibtp为操作参数Vi的烧结终点温度比 例系数，Cibla为操作参数Vi的烧结终点温度常数。根据实际数据分析，取Klbla = 0. 0023，
K2bla = 0. 014，Kma = 5. 64，K1htn = 0. 0012，K9htn = 0. 057，K,htn = 2. 78，C1hla = 0. 13，C
权利要求
一种基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1构造热风温度前馈 反馈控制器和烧结终点温度前馈 反馈控制器；其中，热风温度前馈 反馈控制器的给定为热风温度设定值，热风温度前馈 反馈控制器的反馈信号为烧结过程中的热风温度检测值，热风温度前馈 反馈控制器的输出为热风温度操作参数区间Vbla为[Vblamin，Vblamax]；烧结终点温度前馈 反馈控制器的给定为烧结终点温度设定值，烧结终点温度前馈 反馈控制器的反馈信号为烧结过程中的烧结终点温度检测值；烧结终点温度前馈 反馈控制器的输出为烧结终点温度操作参数区间Vbtp为[Vbtpmin，Vbtpmax]；其中，操作参数V＝[v1，v2，v3]＝[FD，U，IGN]，FD∈
表示新鲜空气风量与抽风风量的比率、U∈
表示台车速度、IGN∈[1100，1300]表示点火温度；步骤2建立综合满意度模型，以Vbla和Vbtp为输入，以参数综合满意最优解区间Vbest为输出，从参数综合满意最优解区间Vbest选取一个值下发到烧结过程，以实现基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控制。
2.根据权利要求1所述的基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控制方法，其 特征在于，步骤1中的热风温度操作参数区间Vbla的前馈控制区间Viblatl和烧结终点温度操 作参数区间Vbtp的前馈控制区间Vibtptl由下式表征vibiao 一 kibiagTblas+Cibla 一 [kiblaga+Cibla, kiblagb+Cibla]vibtpo 一 kibtpgTbtps+Cibtp 一 [kibtpgc+Cibtp, kibtpgd+Cibtp]其中Tbla和Tbtp分别表示热风温度和烧结终点温度，Tblas e [a, b]，Tbtps e [C，d], a, b，c, d均为设定值，Cibla为操作参数Vi的热风温度常数，Kibtp为操作参数Vi的烧结终点温 度比例系数，Cibla为操作参数Vi的烧结终点温度常数；则操作参数Vi的热风温度和烧结终点温度反馈控制量分别为Δ Vibla = kiblag Δ TblaΔ Vibtp = kibtpg δ TbtpVi表示第i个操作参数，i = 1，2，3;其中，^Tbla =^Tbtp =a _ Klamh-tυ lblamC _ ^btpmd _ htpmtUam <a a<tblam<b tUam > b^btpm < C c < tHpm < d tUpm > d其中，tbl ，tbtpm分别为Tbla和Tbtp的检测值；则操作参数Vi的热风温度和烧结终点温度前馈-反馈控制量区间为Vibla _OVibtp —
3.根据权利要求1所述的基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控制方法，其 特征在于，建立综合满意度模型的具体步骤如下 Vi的热风温度满意度函数为
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控 制方法，其特征在于，将综合满意度模型的求解划分为以下六种情况情况1 当操作参数Vi的热风温度满意解区间Vibla在烧结终点温度满意解区间Vibtp内 时，操作参数Vi的综合满意最优解区间 Vibest ^^ I-^iblamin' ^iblamax-I 情况2 当操作参数Vi的烧结终点温度Vibtp的满意解区间在热风温度的满意解区间 Vibla内时，操作参数Vi的综合满意最优解区间 Vibest ^^ I-^ibtpmin' ^ibtpmax-I 情况3 当操作参数Vi的热风温度满意解区间Vibla与烧结终点温度满意解区间Vibtp 有交集，且在烧结终点温度满意解区间Vibtp的左侧时，操作参数Vi的综合满意最优解区间Vibest ^^ [Vibtpmin，^iblamax-I 情况4 当操作参数Vi的热风温度满意解区间Vibla与烧结终点温度满意解区间Vibtp 有交集，且在烧结终点温度满意解区间Vibtp的右侧时，操作参数Vi的综合满意最优解区间Vibest ^^ [Viblamin，^ibtpmax-I 情况5 当操作参数Vi的热风温度满意解区间Vibla与烧结终点温度满意解区间Vibtp无 交集，且在烧结终点温度满意解区间Vibtp的左侧时，有
全文摘要
本发明公开了一种基于满意优化的热风温度与烧结终点温度协调控制方法，首先建立热风温度前馈-反馈控制器和烧结终点温度前馈-反馈控制器，并由热风温度前馈-反馈控制器得到热风温度操作参数区间Vbla，由烧结终点温度前馈-反馈控制器得到烧结终点温度操作参数区间Vbtp。然后，以Vbla和Vbtp为输入，以参数综合满意最优解区间Vbest为输出，建立综合满意度模型。接下来求得Vbest。最后，将Vbest的中间值Vbestmid下发到烧结过程，实现热风温度与烧结终点温度智能协调控制。采用本发明所述控制技术，能够有效稳定烧结过程，提高烧结状态的控制精度，降低生产成本。
文档编号G05D23/19GK101949652SQ201010295109
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者吴敏, 曹卫华, 曾羽, 王春生, 陈鑫 申请人:中南大学