一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统.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CN110108123A(43)申请公布日2019.08.09(21)申请号201910275328.7(22)申请日2019.04.08(71)申请人厦门理工学院地址361024福建省厦门市集美区理工路600号(72)发明人刘美俊(74)专利代理机构厦门智慧呈睿知识产权代理事务所(普通合伙)35222代理人杨玉芳(51)Int.Cl.F27B9/40(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统(57)摘要本发明提供了一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统，涉及工程控制技术领域，该方法包括如下步骤：接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c)；其中，零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端；对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦；获取解耦后的温度控制量T(c)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。本发明通过采取部分解耦措施，使零压面位于预热带末端，大幅减小了窑内温度波动，提高了炉窑体烧成带温度和压力的控制精度，保证了产品的质量。CN110108123ACN110108123A权利要求书1/2页1.一种窑炉温度-压力解耦控制方法，其特征在于，包括如下步骤:接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c)；其中，所述零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端；对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦；获取解耦后的温度控制量T(c)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。2.根据权利要求1所述的窑炉温度-压力解耦控制方法，其特征在于，所述对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦，具体包括：通过前馈补偿解耦解除压力控制回路对温度控制回路的耦合作用；将温度控制回路对压力控制回路之间的耦合作用做扰动处理，不进行解耦。3.根据权利要求2所述的窑炉温度-压力解耦控制方法，其特征在于，所述通过前馈补偿解耦解除压力控制回路对温度控制回路的耦合作用，包括如下步骤：根据温度-压力耦合系统的传递函数获取相对增益和相对增益矩阵；通过前馈补偿控制器对温度控制回路进行解耦。4.根据权利要求3所述的窑炉温度-压力解耦控制方法，其特征在于，所述温度-压力耦合系统的传递函数采用飞升曲线法进行求取。5.根据权利要求3所述的窑炉温度-压力解耦控制方法，其特征在于，所述根据温度-压力耦合系统的传递函数获取相对增益和相对增益矩阵，具体包括如下步骤：选取窑炉烧成带相邻两段的传递函数矩阵G(s)：得到系统的静态放大矩阵为：则系统的第一放大矩阵为：得到系统的相对增益矩阵为：则所述通过前馈补偿控制器对温度控制回路进行解耦，包括：将系统的输入输出关系表示为：YT(s)＝GTT(s)UT(s)+GTP(s)UP(s)YP(s)＝GPT(s)UT(s)+GPP(s)UP(s)则：2CN110108123A权利要求书2/2页由此得到前馈补偿器为：6.一种窑炉温度-压力解耦控制装置，其特征在于，包括：接收单元，用于接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c)；其中，所述零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端；解耦处理单元，用于对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦；输出控制单元，用于获取解耦后的温度控制量T(c)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。7.一种窑炉温度-压力解耦控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤如权利要求1-5任一项所述的窑炉温度-压力解耦控制方法。8.一种窑炉温度-压力解耦控制系统，其特征在于，包括如权利要求6所述的窑炉温度-压力解耦控制装置。3CN110108123A说明书1/10页一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统技术领域[0001]本发明涉及工程控制技术领域，具体而言，涉及一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统。背景技术[0002]随着建筑工业技术的发展，人们对陶瓷窑炉生产效率和控制方法提出了更高要求，在窑炉燃烧器、窑炉自动控制、耐火材料和窑炉防污防噪等领域提出了更新要求。传统窑炉控制方式为：对烧成带温度采用PID控制策略来控制燃气流量；对气氛控制采用比例控制，空燃比不做调整，始终为定值；在压力控制上对排烟风机做单闭环控制。这些对多变量的控制方式没有考虑变量系统间的耦合关系，且控制策略较为单一，难以满足高性能陶瓷生产线对生产工艺的要求。[0003]在对辊道窑压力进行控制时要满足生产工艺，即辊道窑窑头为负压，辊道窑烧成段为微正压，这样烟气可在压差的作用下，由辊道窑烧成带末端流向窑头。如图2所示，根据辊道窑的压力曲线来看，在预热带负压和烧