一种基于模糊控制思想的热风炉自动燃烧控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111647701A(43)申请公布日2020.09.11(21)申请号202010344618.5(22)申请日2020.04.27(71)申请人邯郸钢铁集团有限责任公司地址056015河北省邯郸市复兴区复兴路232号申请人邯郸市邯钢集团信达科技有限公司(72)发明人杨铮潘鹏李永华宋林昊(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人李桂琴(51)Int.Cl.C21B9/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种基于模糊控制思想的热风炉自动燃烧控制方法(57)摘要本发明涉及一种基于模糊控制思想的热风炉自动燃烧控制方法，属于热风炉燃烧控制技术领域。本发明的技术方案是：顶温控制阶段：使用模糊控制算法，控制器的输入为顶温误差E和顶温误差的变化量EC；烟温控制阶段：使用模糊控制算法，控制器的输入为烟气的温升速率偏差及烟气温升速率变化量，再通过空燃比计算出煤气流量设定值。本发明的有益效果是：被控对象参数的变化具有较强的鲁棒性，适用于对难以建立被控对象的数学模型的复杂系统进行控制；语言型控制，定性认识工业过程，较容易建立语言变量控制规则，易于形成知识库；控制效果好。CN111647701ACN111647701A权利要求书1/2页1.一种基于模糊控制思想的热风炉自动燃烧控制方法，其特征在于包含以下步骤：将燃烧期间共划分五个阶段，分别是点火阶段、快升阶段、顶温控制阶段、烟温速度控制阶段和闷炉阶段，在不同阶段采用不同的策略和空燃比进行燃烧；点火阶段采用适量的煤气量和空气量，用来稳定燃烧状态；快升阶段采用较大的煤气量和空气量，达到快速升顶温的目的；顶温控制阶段是在顶温升至目标值附近时，采用模糊控制器稳定顶温；烟温速度控制阶段是在燃烧后期以烟温升温速度为反馈值进行速度控制，保证刚好在规定燃烧周期到时的时刻达到目标烟温；如果某种原因造成延期供风，闷炉阶段以最小流量维持闷炉模式；顶温控制阶段：在工艺允许的时间内，控制顶温稳定于目标顶温，且使用的煤气较少；使用模糊控制算法，控制器的输入为顶温误差E和顶温误差的变化量EC，输出控制量为ΔU(k)，ΔU(k)×ku＝Δu(k)，而Δu(k)+u(k-1)＝u(k)，即空气流量给定，再通过空燃比计算出煤气流量设定值；烟温控制阶段：控制烟温稳定上升，当该炉燃烧周期结束时，实际烟温正好上升到目标烟温，不需要进入闷炉阶段；使用模糊控制算法，控制器的输入为烟气的温升速率偏差E及烟气温升速率变化量EC，输出控制量为ΔU(k)，ΔU(k)×ku＝Δu(k),而Δu(k)+u(k-1)＝u(k)，即空气流量给定，再通过空燃比计算出煤气流量设定值。2.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制思想的热风炉自动燃烧控制方法，其特征在于：所述顶温控制阶段中，顶温误差Edome(i)＝Tdome.now(i)-Tdome.set顶温误差的变化量ECtail(i)＝Edome(i)-Etail.last(i-1)其中：tscan为侦察时间，tscan＝tnow-tlast，tnow＝tnow+tscan；Tdome.now(i)为拱顶温度的当前值，Tdome.now(i-1)为拱顶温度的上一时刻值；Vtail.now(i)为废气温度上升速率的当前值，Vtail.last(i-1)为废气温度上升速率的上一时刻值；tscan＝10s，ttotal＝60*60s＝3600s；Tdome.set＝1300℃&&Ttail.set＝380℃；定义燃烧阶段燃烧时间tnow、滑动时间tscan和燃烧总时间tscan；定义燃烧阶段四个阶段State，分别为点火阶段State＝1、快速升温阶段State＝2、顶温恒定阶段并空燃比寻优State＝3和烟温增长阶段并空燃比寻优State＝4；当燃烧阶段处于点火阶段State＝1&&tnow>0时，进入快速升温阶段State＝2；当燃烧阶段处于快速升温阶段State＝2&&Tdome.now>1280℃时，进入顶温恒定阶段并空燃比寻优State＝3；当燃烧阶段处于顶温恒定阶段并空燃比寻优State＝3&&Tdome.now<1320℃时，进入烟温增长阶段并空燃比寻优State＝4；拱顶温度Tdome.now＝1300±30℃&&Ttail.now＝380±20℃，燃烧阶段结束，进入送风状态。3.根据权利要求1所述的一种基于模糊控制思想的热风炉自动燃烧控制方法，其特征在于：所述烟温控制阶段，期望的升温速率＝(设定值-当前值)/(总时间-当前时间)，实际的升温速率＝(当前值-前一刻的值)/(当前值到前一刻的值的时间)，2CN111647701A权利要求书2/2页烟气的温升速率偏差，Et