TRT高炉顶压控制布料过程前馈反馈仿真方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102676717A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102676717A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210182280.3(22)申请日2012.06.05(71)申请人中冶南方工程技术有限公司地址430223湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号(72)发明人万磊李清忠叶理德(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人王丹(51)Int.Cl.C21B5/06(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书77页页附图附图55页(54)发明名称TRT高炉顶压控制布料过程前馈反馈仿真方法及系统(57)摘要本发明提供TRT高炉顶压控制布料过程前馈反馈仿真方法，包括以下步骤：1）针对TRT系统的各组成部分，分别建立各部件类仿真模块，并为各部件类仿真模块编辑和设计参数、接口；2）通过各部件类仿真模块的接口将部件类仿真模块按实际TRT系统进行连接，并调节各模块参数使系统达到稳态；3）分析实际TRT系统布料过程的特点和控制方法，增加布料干扰模块、PID反馈控制模块和前馈控制模块；布料干扰模块用于仿真布料过程对高炉顶压的影响；PID反馈控制模块用于将顶压设定值与反馈值进行比较并输出控制量对静叶进行控制；前馈控制模块用于在布料时提前利用静叶的流量特性曲线控制静叶开度；4）设置系统仿真参数，进行仿真运算。CN10267ACN102676717A权利要求书1/3页1.一种TRT高炉顶压控制布料过程前馈反馈仿真方法，其特征在于：它包括以下步骤：1）针对TRT系统的各组成部分，分别建立各部件类仿真模块，并为各部件类仿真模块编辑和设计参数、接口；2）通过各部件类仿真模块的接口将部件类仿真模块按实际TRT系统进行连接，并调节各模块参数使系统达到稳态；3）分析实际TRT系统布料过程的特点和控制方法，增加3个程序类仿真模块，分别为布料干扰模块、PID反馈控制模块和前馈控制模块；布料干扰模块用于仿真布料过程对高炉顶压的影响；PID反馈控制模块用于将顶压设定值与反馈值进行比较并输出控制量对静叶进行控制；前馈控制模块用于在布料时提前利用静叶的流量特性曲线控制静叶开度；其中PID反馈控制模块将顶压设定值与反馈值进行比较构成控制偏差：（1），再将控制偏差按比例、微分、积分运算后通过线性组合构成控制量u(t)：（2），式（2）中，u(t)为控制量，为比例控制增益，为积分时间常数，为微分时间常数，t为时间；所述的前馈控制模块在布料时根据炉料类型、布料时间、布料档位及周期等计算出煤气流量的减小量，同时根据静叶的流量特性曲线计算出静叶所对应该煤气减小量的开度，在布料时提前利用静叶的流量特性曲线控制静叶开度；4）设置系统仿真参数，进行仿真运算。2.根据权利要求1所述的TRT高炉顶压控制布料过程前馈反馈仿真方法，其特征在于：所述步骤1）中的部件类仿真模块包括：边界A：为第一定压节点，模拟进入高炉的热风的压力；管道A：包括a节管道，每节管道包括一个固定开度的阀门和一个容器；高炉模型：包括上容器和下容器，上容器和下容器之间由第一调节阀连接；设置第一调节阀的初始开度，且第一调节阀的开度由所述的布料干扰模块控制；管道B：包括b节管道，每节管道包括一个固定开度的阀门和一个容器；静叶：包括第二调节阀，第二调节阀的开度由所述的PID反馈控制模块输出的控制量u(t)、以及前馈控制模块控制；边界B：为第二定压节点，模拟经过静叶之后的管网煤气压力；边界A、管道A、高炉模型、管道B、静叶和边界B顺次连接；PID反馈控制模块中的顶压设定值由工艺专业确定；反馈值为实际所测得高炉顶压值，即高炉模型中上容器压力值。3.根据权利要求1所述的TRT高炉顶压控制布料过程前馈反馈仿真方法，其特征在于：所述的前馈控制模块具体控制过程为：设为单位时间内由于布料所引起的通过第一调节阀的煤气减少量；为时刻通过第一调节阀的煤气减少总量；为布料周期；为流量修正系数，与布料档位、周期等有关；2CN102676717A权利要求书2/3页随着布料的进行，料面的孔隙度随时间逐渐恢复，通过料面的煤气量则也会随之逐渐恢复，设单位时间内该恢复系数为，与炉料类型及布料档位有关，当时间时：，当时间时：，根据上述公式可计算出在整个布料周期以及布料完成的一段时间内通过第一调节阀的煤气减少量，根据及静叶的流量特性曲线计算出静叶所对应的开度，提前控制静叶开度。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的TRT高炉顶压控制布料前馈仿真方法，其特征在于：它还包括步骤5）将仿真结果与预期效果比较，对系统仿真参数进行调试，以获得最佳控制参数。5.一种TRT高炉顶压控制布料前馈反馈仿真系统，其特征在于：它包括部件类模块和程序类模块；其中部件类仿真模块包