燃气炉窑炉膛压力计算机智能模糊控制节能方法.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CN105404143A(43)申请公布日2016.03.16(21)申请号201510900025.1(22)申请日2015.12.07(71)申请人武汉重工铸锻有限责任公司地址430084湖北省武汉市青山武东路1号(72)发明人李佐雄张捷熊朝国(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人唐正玉(51)Int.Cl.G05B13/02(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图6页(54)发明名称燃气炉窑炉膛压力计算机智能模糊控制节能方法(57)摘要本发明涉及一种燃气炉窑炉膛压力计算机智能模糊控制节能方法，该方法由温度智能模糊控制算法和压力超前智能模糊控制算法两部分构成。温度智能模糊控制算法是通过基于控制规则自调整的模糊控制算法和智能积分实现对温度的精确控制；压力超前智能模糊控制算法是将温度控制输出量和压力偏差一起作为输入量来对炉膛压力进行控制，该算法可使炉膛压力p始终保持在所允许的正偏差范围内，提高了炉膛的平均压力，增大了炉内高温烟气的平均密度，加快了烟气与工件之间的对流传热和辐射传热速度，从而降低了燃气炉窑的能耗。同时，将温度控制输出量用于炉膛压力控制，可在炉膛压力变化之前对烟道闸门开度进行调节，有利于提高炉膛压力控制的稳定性。CN105404143ACN105404143A权利要求书1/2页1.燃气炉窑炉膛压力计算机智能模糊控制节能方法，其特征是按以下步骤进行：首先是将温度偏差和温度偏差变化模糊化后，通过温度智能模糊控制算法得出控制量的模糊量值，对控制量的模糊量值解模糊也就是清晰化处理得到温度控制输出值，将温度控制输出值以PWM方式进行输出，直接作用于被控对象，被控对象为燃气炉窑各控温点所对应的大燃气阀和小燃气阀，然后对所有控制点的温度控制输出值之和求平均值，将该平均值与压力偏差模糊化后，通过压力超前智能模糊控制算法得出压力控制量的模糊量值，对压力控制量的模糊量值解模糊也就是清晰化处理得到压力控制输出值，压力控制输出值经过D/A转换后输出4～20mA位置控制信号，将位置控制信号与位置反馈信号相比较，最后输出正、反转控制信号作用于执行机构，执行机构为燃气炉窑的电动执行器。2.根据权利要求1所述的燃气炉窑炉膛压力计算机智能模糊控制节能方法，其特征是：所述的智能模糊控制算法包括基于控制规则自调整的模糊算法和智能积分两部分，其表达式为：U＝αE-(1-α)EC+KiΣE，其中，E为偏差，EC为偏差变化，U为控制量的模糊量值，E、EC、U∈[-6，6]，α为自寻优权值，其取值规则如下：设基本权值α1＝(|E|+6)/12，修正权值α2＝((|E|+6)/12+|E|/(|E|+|EC|))/2，当|E|+|EC|＝0时：α＝0.5；当|E|+|EC|≠0时：如果|EC|>|E|并且|EC-E|增大或不变，那么α＝Min(α1，α2)，否则如果|EC|<|E|并且|EC-E|增大或不变，那么α＝Max(α1，α2)，否则α＝(α1+α2)/2，其中Min、Max分别为取最小值和取最大值函数，|E|、|EC|分别为E和EC的绝对值，α取值不同，则可得到不同的控制规则，以实现对控制规则的自调整，Ki为智能积分系数，积分条件为：当|E|＞2时停止积分；当|E|≤2且|E|增大或不变时积分，否则停止积分。3.根据权利要求1所述的燃气炉窑炉膛压力计算机智能模糊控制节能方法，其特征是：所述的压力超前智能模糊控制算法包括基于控制规则自调整的模糊控制算法和智能积分两部分，其表达式为：其中，Ep、Up分别为压力偏差、所有控制点的温度控制输出值之和的平均值和控制量的模糊量值，Ep、Up∈[-6，6]，Ku为模糊化系数，un为各点温度控制输出值，un∈[0，1]，n为控制点数，αp为自寻优权值，其取值规则如下：设基本权值αp1＝(|Ep|+6)/12，修正权值当时：αp＝0.5；当时：如果并且Ep增大，如果增大或不变，那么αp＝Max(αp1，αp2)，否则αp＝(αp1+αp2)/2；如果并且Ep不变，如果增大，那么αp＝Max(αp1，αp2)，如果不变，那么αp＝(αp1+αp2)/2，否则αp＝Min(αp1，αp2)；如果并且Ep减小，如果增大，那么αp＝(αp1+αp2)/2，否则αp＝Min(αp1，αp2)；如果并且Ep增大，如果增大或不变，那么αp＝Min(αp1，αp2)，否则αp＝(αp1+αp2)/2；如果并且Ep不变，如果增大，那么αp＝Min(αp1，αp2)，如果不2CN105404143A权利要求书2/2页变，那么αp＝(αp1+αp2)/2，否则αp＝Max(αp1，αp2)；如果并且Ep减小，如果增大，那么αp＝(αp1