現(xiàn)代過程控制基礎(chǔ)_5_燒結(jié)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)

1、5 燒結(jié)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng) 現(xiàn)代過程控制基礎(chǔ)信息學(xué)院楊為民二一一年九月燒結(jié)廠全景5.1 燒結(jié)工藝簡介5.1.1 燒結(jié)工藝的目的燒結(jié)工藝： 燒結(jié)是煉鐵原料準(zhǔn)備的中間工序。主要工藝過程是將選礦廠來的精礦粉和回收的含鐵塵泥，混以燃料和溶劑，在高溫下燒結(jié)成塊，經(jīng)破碎、篩分后的燒結(jié)礦送入高爐煉鐵，篩下的粉末返回?zé)Y(jié)燃料系統(tǒng)中心配礦。5.1.1 燒結(jié)工藝的目的 燒結(jié)的原料：含鐵礦粉、焦粉、無煙煤、石灰石及其他冶金廢物（如鋼渣、含鐵塵泥、瓦斯灰、軋鋼鐵皮等）。 燒結(jié)生產(chǎn)過程是把粉礦加入一定比例的熔劑（石灰石），燃料（無煙煤）經(jīng)過混合后，在一定溫度下燒結(jié)成高爐需要的原料。燒結(jié)工藝是一個連續(xù)性的生產(chǎn)過程，環(huán)節(jié)多，

2、控制對象復(fù)雜、滯后時間長、且受干擾影響大，為了保證燒結(jié)礦品質(zhì)穩(wěn)定。提高產(chǎn)量和降低燃料消耗，必須對生產(chǎn)過程進行自動化控制。 5.1.2 燒結(jié)工藝流程(1) 燒結(jié)生產(chǎn)工序比較多，因原料條件、生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求的不同，其流程會有一定的不同。燒結(jié)生產(chǎn)過程通常包括以下幾個部分：含鐵原料、燃料和溶劑的接受和儲存；原料、燃料和溶劑的破碎篩分；燒結(jié)料的配料、混合制粒、布料和燒結(jié)；燒結(jié)礦的破碎、篩分、冷卻和整粒。5.1.2 燒結(jié)工藝流程(2)5.1.2 燒結(jié)工藝流程(3)5.1.3 燒結(jié)過程的特征(1)1燒結(jié)過程的大滯后性 燒結(jié)原料經(jīng)過配料、混合制粒和布料點火，然后燒結(jié)形成燒結(jié)餅，這個過程大約需要1 h。這時僅

3、僅能在機尾定性地觀測到某些燒結(jié)狀況（如燒結(jié)均勻性等）；成品燒結(jié)礦的獲得則還要經(jīng)過燒結(jié)后的熱破碎、熱篩分、冷卻和整粒等工序，這個過程需要約lh。所以，燒結(jié)原料從配料到形成燒結(jié)礦約需2h。上述過程決定了燒結(jié)過程的大滯后性。 此外，燒結(jié)礦的產(chǎn)、質(zhì)量指標(biāo)，還要經(jīng)過檢驗環(huán)節(jié)才能獲得。 我國燒結(jié)廠一般每隔2h對燒結(jié)礦化驗一次，化驗過程約需要12 h。因此，燒結(jié)前的配料、混合和布料點火等工序的操作情況，要 3-5h才能通過產(chǎn)品的產(chǎn)、質(zhì)量指標(biāo)得到定量反應(yīng)。換句話說，現(xiàn)在燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量出現(xiàn)的波動是3一5h之前的操作波動引起的。5.1.3 燒結(jié)過程的特征(2)2.燒結(jié)過程的復(fù)雜性 （l）燒結(jié)過程機理復(fù)雜 燒結(jié)原料

4、經(jīng)過布料點火后，由于下部風(fēng)箱強制抽風(fēng)，通過料層的空氣和燒結(jié)料中焦炭燃燒所產(chǎn)生的熱量，使燒結(jié)混合料經(jīng)受各種物理化學(xué)變化，才形成燒結(jié)礦。整個燒結(jié)經(jīng)過了燃料的燃燒反應(yīng)，燒結(jié)料層中的熱交換，水分的蒸發(fā)和冷凝，化學(xué)水的分解，碳酸鹽的分解，氧化物的分解、還原和再氧化，燒結(jié)過程的固相反應(yīng)，燒結(jié)過程的液相形成與冷凝等過程，它包括熱力學(xué)、動力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)及結(jié)晶礦物學(xué)等理論基礎(chǔ)。因此，其過程和機理十分復(fù)雜。5.1.3 燒結(jié)過程的特征(3)(2）燒結(jié)過程影響因素復(fù)雜 從過程控制的角度，可以將燒結(jié)看做這樣一個系統(tǒng)：一定的原料參數(shù)和操作參數(shù)作用于設(shè)備參數(shù)（統(tǒng)稱為工藝參數(shù)），則有一定的狀態(tài)參數(shù)和指標(biāo)參數(shù)與之相對應(yīng)

5、，其模型如下圖所示：原料參數(shù)設(shè)備參數(shù)操作參數(shù)狀態(tài)參數(shù)指標(biāo)參數(shù)工藝參數(shù)5.1.3 燒結(jié)過程的特征(4)其函數(shù)關(guān)系式為： （原料參數(shù)，設(shè)備參數(shù)，操作參數(shù)）（原料參數(shù)，設(shè)備參數(shù)，操作參數(shù)）（狀態(tài)參數(shù)）（狀態(tài)參數(shù)） （指標(biāo)參數(shù)）（指標(biāo)參數(shù)）式中： 原料參數(shù)=含鐵原料配比，熔劑配比，燃料配比， 操作參數(shù)=一次水，二次水，料層厚度臺車速度， 設(shè)備參數(shù)=抽風(fēng)面積，風(fēng)機能力，漏風(fēng)率， 狀態(tài)參數(shù)= 主管負壓，廢氣溫度，風(fēng)箱溫度，燒結(jié)終點，透氣性， 指標(biāo)參數(shù)= 燒結(jié)礦化學(xué)成分機械強度，還原性，產(chǎn)量， 5.1.3 燒結(jié)過程的特征(5) 以上五類參數(shù)在總量上達到幾十個，反映出了燒結(jié)過程影響因素復(fù)雜。同時，這種復(fù)雜性還

6、體現(xiàn)在各種因素的密切相關(guān)。例如，指標(biāo)參數(shù)堿度（R）既與熔劑配比有關(guān)，又受含鐵原料的成分、下料量、水分含量等多個因素的影響。狀態(tài)參數(shù)燒結(jié)終點與臺車速度和垂直燒結(jié)速度有關(guān)，而垂直燒結(jié)速度又與透氣性有關(guān)，透氣性又與原料性質(zhì)、原料水分、混合制粒、布料等許多因素有關(guān)。此外，燒結(jié)過程的影響因素之間還存在相互制約。如一種原料配比的波動會引起其他原料配比的波動；原料成分、原料本身含水量等因素的波動，又會引起一、二次水的操作波動，等等。 燒結(jié)礦的質(zhì)量指標(biāo)之間有很大相關(guān)性。如燒結(jié)礦TFe含量波動，會引起與SIO2含量的波動，進而引起堿度的波動。燒結(jié)礦FeO含量既影響其還原性，又影響機械強度，等等。TFe 礦石中的

7、總含鐵量(%),又稱全鐵;R堿度,即CaO/SiO2的比值 5.1.3 燒結(jié)過程的特征(6)3.燒結(jié)過程的動態(tài)時變性 燒結(jié)過程是一個復(fù)雜的工業(yè)過程，除具有復(fù)雜性、時滯性以外，還具有連續(xù)性、非線性、時變性和不確定性。5.1.4 燒結(jié)過程控制的任務(wù) 上料控制系統(tǒng) 配料的控制 混合料添加水控制系統(tǒng) 礦槽料位的自動控制 布料厚度的控制 機速的控制 點火爐燃燒控制系統(tǒng) 燒結(jié)終點（BTP）控制系統(tǒng) 5.1.5 燒結(jié)過程控制方案(1)1.燒結(jié)過程的控制方法 長期以來，燒結(jié)過程在很大程度上是由操作工憑經(jīng)驗來控制的。燒結(jié)過程控制的基礎(chǔ)是大量的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，即原料參數(shù)、操作參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)和指標(biāo)參數(shù)統(tǒng)稱生

8、產(chǎn)參數(shù)）。上述生產(chǎn)數(shù)據(jù)中，有的通過在線檢測來采集，如原料瞬時流量、主管負壓、臺車速度、料層厚度、風(fēng)箱溫度等；有的數(shù)據(jù)則需要經(jīng)過化驗才能獲得如燒結(jié)礦化學(xué)成分、原料化學(xué)成分，等等。由于生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和檢側(cè)中存在的滯后及波動，以及操作者操作知識的差異、判斷能力的高低、責(zé)任感的強弱，以及生理、心理和環(huán)境等諸多因素的形響，人工操作不可避免地導(dǎo)致操作控制的波動，而給生產(chǎn)帶來不利的影晌；尤其是隨著燒結(jié)設(shè)備向大型化的發(fā)展，這種影響就更大，同時，由于盲目操作，也就把握不住降低成本的良好機會。所以，研究與開發(fā)生產(chǎn)控制所需的燒結(jié)過程人工智能控制系統(tǒng)對于實現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化和自動化，進而實現(xiàn)燒結(jié)過程的最優(yōu)化，是非常必要

9、的。5.1.5 燒結(jié)過程控制方案(2) 燒結(jié)過程的大滯后性決定了對指標(biāo)參數(shù)進行預(yù)報的必要性。例如燒結(jié)礦化學(xué)成分這類指標(biāo)參數(shù)，其主要影響因素是原料參數(shù)，可以通過建立燒結(jié)礦化學(xué)成分與原料參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型以提前預(yù)報化學(xué)成分來解決大滯后問題。 由于燒結(jié)過程錯綜復(fù)雜的特性，使數(shù)學(xué)摸型在全過程控制的實際應(yīng)用中受到了限制：有些環(huán)節(jié)不能用數(shù)學(xué)模型描述，有些環(huán)節(jié)僅基于數(shù)學(xué)模型不能準(zhǔn)確控制；復(fù)雜的過程模型難以用于在線控制，而簡化的模型又帶來不確定性，特別是在生產(chǎn)不正常情祝下問題更多。而憑操作者的經(jīng)驗來控制，又容易引起操作的不穩(wěn)定，所以應(yīng)用燒結(jié)領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗知識，建立燒結(jié)過程人工智能控制系統(tǒng)，可以解決數(shù)學(xué)模型難以

10、解決的問題；同時，通過生產(chǎn)操作的標(biāo)準(zhǔn)化來避免人為因素引起的操作及生產(chǎn)的波動，可以實現(xiàn)燒結(jié)過程的優(yōu)化控制。因此，燒結(jié)過程控制宜采用數(shù)學(xué)模型與人工智能相結(jié)合的控制方法。5.1.5 燒結(jié)過程控制方案(3)2燒結(jié)過程的控制方案 從過程控制的角度，燒結(jié)生產(chǎn)的目的是通過調(diào)整原料參數(shù)、操作參數(shù)和設(shè)備參數(shù)，使指標(biāo)參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)達到最優(yōu)，狀態(tài)參數(shù)反映了燒結(jié)過程的狀態(tài)，指標(biāo)參數(shù)是指燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量指標(biāo)。質(zhì)量指標(biāo)包括燒結(jié)礦化學(xué)成分、物理性能和冶金性能三個方面，物理性能和冶金性能主要通過調(diào)整燒結(jié)過程狀態(tài)，減小中間操作指標(biāo)波動控制。產(chǎn)量指標(biāo)的影響因素主要有燒結(jié)過程的透氣性、成品率和臺車速度，而這些參數(shù)與燒結(jié)過程狀態(tài)的

11、控制有關(guān)。燒結(jié)能耗主要與固體燃料的消耗進而與熱狀態(tài)有關(guān)。因此，燒結(jié)過程控制在總體上可分解為燒結(jié)礦化學(xué)成分控制、燒結(jié)過程狀態(tài)的控制。燒結(jié)過程狀態(tài)控制主要包括進氣性狀態(tài)控制和熱狀態(tài)控制，同時，由于燒結(jié)過程中燒結(jié)后的返礦再次被用作燒結(jié)料，燒結(jié)過程的狀態(tài)還與其返礦量的變化密切相關(guān)。5.2 燒結(jié)配料控制 在燒結(jié)生產(chǎn)工藝過程中，需要將鐵料燃料熔劑返礦等幾種原料按一定比例配成混合料，配比的準(zhǔn)確性以及配料系統(tǒng)的可靠性將直接影響燒結(jié)礦質(zhì)量和經(jīng)濟效益。 配料的目的是將燒結(jié)礦的品位、含碳量和堿度控制在指定的范圍內(nèi)。5.2.1 配料控制系統(tǒng)組成(1) 某燒結(jié)配料過程如圖所示。12個配料槽設(shè)有13套定量給料控制系統(tǒng)(生

12、石灰槽設(shè)兩套)，主要是由配料皮帶秤(包括重量傳感器和皮帶速度傳感器等)、電動機調(diào)速裝置、電動機、圓盤給料機(或螺旋給料機、皮帶給料機)以及顯示、操作和控制裝置等組成。 給礦機配料秤5.2.1 配料控制系統(tǒng)組成(2) 由計算機向各配料子系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器給出設(shè)定值，在調(diào)節(jié)器中的物料流量測量信號與設(shè)定值比較，得到的偏差值經(jīng)PID運算后輸出4-20mADC給電動機速度控制裝置，控制裝置對圓盤給料電動機進行轉(zhuǎn)速控制。5.2.1 配料控制系統(tǒng)組成(3) 另外一套恒速控制裝置驅(qū)動稱量皮帶機。皮帶速度發(fā)信機的輸出信號和重量傳感器的毫伏信號經(jīng)放大器輸出分別送計算機和調(diào)節(jié)器。計算機的作用是進行比例計算和按比例給出各配

13、料槽的下料量設(shè)定值，以及對信號的記錄和對各配料量的積算。 5.2.2 配料過程模糊控制 (1)一般模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：5.2.2 配料過程模糊控制 (2) 根據(jù)配料過程的控制方案，選取基本模糊控制器的輸入語言變量為物料流量的偏差 EW 和物料流量的變化率 DW 輸出的語言變量為給料電機的轉(zhuǎn)速控制值 CN。 分別選擇語言變量 EW,DW,和CN 的語言值如下: EW = 正大、正中、正小、零、負小、負中、負大 簡記為X11，X12，X13，X14，X15，X16，X17； DW =正大、正中、正小、零、負小、負中、負大 簡記為X21，X22，X23，X24，X25，X26，X27; CN = 很小

14、、小、稍小、正常、稍大、大、很大 簡記為Y11，Y12，Y13，Y14，Y15，Y16，Y17；5.2.2 配料過程模糊控制 (3) 選取各語言變量的基本論域為 EW=-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5 DW=-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5 CN=-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5 各語言變量論域上的Fuzzy子集由隸屬函數(shù)(x)來描述。函數(shù)(x)的確定是基于操作者的實踐經(jīng)驗或者可以用Fuzzy統(tǒng)計法，一般按正態(tài)型分布函數(shù)來選取，在此基礎(chǔ)上，建立語言變量EW、DW和 CN 的賦值表。語言變量EW賦值表(x)

15、 EW xX11X12X13X14X15X16X17-510.200000-40.80.700000-30.410.20000-20.10.70.70000-100.2100000000.90.5000+100010.200+20000.50.900+300000.210.4+4000000.70.8+5000000.21語言變量DW賦值表(x) DW xX21X22X23X24X25X26X27-510.200000-40.80.700000-30.410.20000-20.10.70.70000-100.2100000000.90.5000+100010.200+20000.50.900+

16、300000.210.4+4000000.70.8+5000000.21語言變量CN賦值表(x) CN xY11Y12Y13Y14Y15Y16Y17-510.200000-40.80.700000-30.410.20000-20.10.70.70000-100.2100000000.90.5000+100010.200+20000.50.900+300000.210.4+4000000.70.8+5000000.215.2.2 配料過程模糊控制 (7) Fuzzy控制狀態(tài)表是基于操作者手動控制策略的總結(jié),由各配料子系統(tǒng)的控制經(jīng)驗可分別得出一組Fuzzy條件語句構(gòu)成的控制規(guī)則: 1 IF EW=

17、NB AND DW=PB THEN PM 2 IF EW=NM AND DW=PB THEN PS 3 IF EW=NS AND DW=PB THEN NS . . . . . . 46 IF EW=PM AND DW=NB THEN NS 47 IF EW=PB AND DW=NB THEN NMFuzzy控制狀態(tài)表(CN) EW DWNBNMNSZEPSPMPBNBPBPMPMPSNSNMNMPBPBPMPSPSZENMNSPBPMPMPSZENSNBZEPBPMPSZENSNSNBPSPBPMZENSNSNMNBPMPMPSNSNSNMNMNBPBPMPSNSNMNMNM5.2.2 配料

18、過程模糊控制 (9) Fuzzy 控制狀態(tài)包含的每一條 Fuzzy 條件語句都決定一個 Fuzzy 關(guān)系，為若A且B則C型，簡記為IF A AND B THEN C。它反映雙輸入單輸出過程的一種控制策略。一般 Fuzzy 集合A，B及C分屬三個不同的論域。按照推理合成規(guī)則分別計算R1、R2、R46、R47。通過47個Fuzzy 關(guān)系Ri(i=1,2,.,47)的并運算，可分別獲取各配料子系統(tǒng)的物料流量和給料電機的轉(zhuǎn)速控制規(guī)則的總的Fuzzy 關(guān)系R，即：471251521iiRRRRRR Fuzzy控制器查詢表U EW DW-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5-5555543210-1-

19、1-4555443100-1-1-355443210-1-1-1-25443210-1-1-2-2-14433200-1-2-2-20333210-1-2-2-3-3+1222100-2-2-3-3-4+222110-1-2-3-3-4-5+31110-1-2-2-3-4-5-5+41100-1-2-3-4-5-5-5+5110-1-2-3-4-5-5-5-55.2.2 配料過程模糊控制 (11) 把表存放到計算機的存儲器中，并編制一個查找查詢表的子程序。在實際控制過程中，在每個控制周期中，將采集到的實測誤差量和計算的誤差變化量分別經(jīng)量化因子Ke和Kde取得以相應(yīng)論域元素表征的與查詢表對應(yīng)的值

20、后，通過查表的相應(yīng)行和列，立即可輸出控制量的變化量，再經(jīng)比例因子Ku，便是實際的控制輸出量的變化值。 5.2.3 燒結(jié)礦化學(xué)成分預(yù)測模型 影響燒結(jié)礦化學(xué)成分穩(wěn)定的主要因素是原料，而從原料下料到燒結(jié)成燒結(jié)礦，再經(jīng)過冷卻、整粒，給出燒結(jié)礦化學(xué)成分的化驗結(jié)果，需要長達幾個小時的時間響應(yīng)，即存在相當(dāng)長的時間滯后，所以要穩(wěn)定燒結(jié)礦化學(xué)成分，必須對其進行提前預(yù)報。5.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(1) 應(yīng)用現(xiàn)代控制理論的觀點，在觀察和分析問題時撇開其復(fù)雜的內(nèi)部機理，將燒結(jié)過程看做一個“灰箱”系統(tǒng)（如下圖所示），根據(jù)可采集到的系統(tǒng)大量隨時間變化的輸入輸出數(shù)據(jù)，利用系統(tǒng)辨識的方法，建立時間序列模型。過程

21、的動態(tài)特性必然表現(xiàn)在它變化著的輸人輸出數(shù)據(jù)中，因此利用這些數(shù)據(jù)通過不斷修正模型的參數(shù)以適應(yīng)系統(tǒng)隨時間的變化，分別建立燒結(jié)礦化學(xué)成分R(堿度)、Tfe(全鐵)、SO2(二氧化硅)、CaO(氧化鈣)、MgO(氧化鎂)和FeO(氧化鐵)的自適應(yīng)預(yù)報模型?！盎蚁洹陛斎霐?shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)u1(t)u2(t)un(t)y1(t)y2(t)ym(t)TFe 礦石中的總含鐵量(%),又稱全鐵;R堿度,即CaO/SiO2的比值 5.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(2)1自適應(yīng)預(yù)報模型的建立 燒結(jié)過程總要受到程度不同的隨機干擾，如對系統(tǒng)本身的干擾（過程噪聲），對輸人輸出量的干擾（測量噪聲）等而且往往屬于可加性干擾。

22、所以在建立數(shù)學(xué)模型時，用少量的、集中的隨機干擾源來替代多種隨機干擾對系統(tǒng)的影響，把集中的干擾以疊加方式加到未受干擾的信號上。對于具有可觀測的外加輸入信號的燒結(jié)過程，用帶受控的自回歸模型CAR(n)來描述系統(tǒng)。5.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(3)多輸入單輸出(MISO)的CAR(n)模型表示為：式中： Aik(z-1)=1+ai1(k)z-1+ail(k)z-（ni-l）+aimi(k) z-niBijk (z-1)=bij0(k)+bij1(k)z-1+bijl(k)z-(mij-l)+bijnij(k)z-mijyi(k) 系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)； uij(k)系統(tǒng)輸人數(shù)據(jù)； ei(k)零均值

23、高斯白噪聲； d-時滯； ail，bijl模型參數(shù)；ni，nij 模型階數(shù)；mi 輸入數(shù)據(jù)個數(shù)，i=16，分別代表R、TFe、SO2、CaO、MgO和FeOimjidijijkiikkezkuzBkyzA111)()()()()(5.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(4) 所謂預(yù)報就是在k時刻根據(jù)已知的觀測值yi(k),yi(k-ni+1)及uij(k),uij(k-nij-d+1)估計未來kd時刻的輸出值 ,稱作超前d步預(yù)報。這種未來時刻的輸出預(yù)報值應(yīng)當(dāng)是已知數(shù)據(jù)的某種函數(shù)，即可表示成：它使得準(zhǔn)則函數(shù)：)|(kdkyi)1(),.,(),1(),.,()|(dnkukunkykyfkdky

24、ijijijiiiii達到最小值。)|()(2kdkydkyEJii其中：)|(kdkyi為由k時刻向前d步的預(yù)報值5.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(5)將模型寫成：imjiikikdikijdikijkikezAzGzzFkuzzAzBky111111)()()()()()()()(式中：)1()1(1101)1()1(1111111)(.)()()()(.)(1)()(1)()()(nniiiikddiiikikikikdikzkgzkgkgzGzkfzkfzFzAzAzGzzF5.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(6)兩邊乘以zd，并整理得：imjiikijikijkiikidk

25、ezFkuzFzBkyzGdky11111)()()()()()()()(要確定預(yù)報模型就是要尋找一個最優(yōu)預(yù)報)|(*kdkyi使得預(yù)報誤差方差最小，即：22*)|()()|()(kdkydkyEkdkydkyEiiii其中：)|(kdkyi為任意由k時刻向前d步的線性預(yù)報值1111111)1()()()()( () ( ) () ()()()imddikikiijkikikikijikikG zG zy kdBzF zzu kF zze kdA zA z11111111)11()()()() () ( )() ()() ( ) ( )()()iimmdikikiijkikijikiijkik

26、ijjikikG zG zy kdBz F z u kF z e kdzBz u ke kA zA z5.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(7)由于ei(k)是白噪聲序列，因此Fik(z-1)ei(k+d)與Gik(z-1)yi(k)和Bijk(z-1)Fik(z-1)uij(k)獨立，所以21121112)()()|()()()()()()|()(dkezFEkdkykuzFzBkyzGEkdkydkyEiijmjiijjkijkiikiii要使其達到最小值，應(yīng)該選擇：)()()()()()|(111*kuzFzBkyzGkdkyijikijkiiki上式為向前d步最優(yōu)預(yù)報器，要得到最優(yōu)預(yù)

27、報yi*(k+d|k)就必須對模型的參數(shù)Gik(z-1)和Bijk(z-1)Fik(z-1)進行辨識。5.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(8)記)()()()()(.) 1 ()()()()(.)()()(111)1()1(11011)1(1211dkezFdkzFzBzqzqkqzQzGzkpzkpkpzPiikijkijkdndnijijijijkikniniiikijijii得預(yù)報模型為：)()()()()()(111dkkuzQkyzPdkyimjijijkiikii)()()()()()(111kzkuzQzkyzPkyidmjijijkdiikii可寫為：對它進行辨識，可獲得預(yù)

28、報模型的參數(shù)。5.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(9)預(yù)報模型的輸出預(yù)報值為：)()()|(kdkkdkyiTii其中：TdnijijiniiTijijijiiiikqkqkpkpkdnkukunkykydkij)(),.,(),(),.,()()1(),.,(),1(),.,()()1(0115.2.3.1 基于時間序列的預(yù)報模型(10) 系統(tǒng)辨識就是根據(jù)被辨識系統(tǒng)的輸入輸出數(shù)據(jù)來估計它的模型。因此輸入輸出數(shù)據(jù)是模型辨識的基礎(chǔ)。對于以提前預(yù)報燒結(jié)礦化學(xué)成分（R, TFe , Si02, CaO, MgO, FeO）為目的的系統(tǒng)，其輸出信號就是各成分的化驗值，輸入數(shù)據(jù)則取決于其影響因素。在

29、實際生產(chǎn)過程中，影響燒結(jié)礦化學(xué)成分的主要因素是原料參數(shù)。研究實踐已證明，用原料參數(shù)反映燒結(jié)礦化學(xué)成分變化的方案是可行的。因此，采用原料參數(shù)作為系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)。5.2.4 燒結(jié)礦化學(xué)成分的控制5.2.4.1 燒結(jié)礦化學(xué)成分的閉環(huán)控制系統(tǒng) 根據(jù)燒結(jié)礦化學(xué)成分（CaO，Si02，MgO，F(xiàn)eO）的預(yù)報模型，可預(yù)報2h后的燒結(jié)礦化學(xué)成分，根據(jù)預(yù)報成分和目標(biāo)成分的偏差，計算混合料最佳配比，為了達到既要穩(wěn)定燒結(jié)礦化學(xué)成分，又避免配料比出現(xiàn)大的波動的目的進行了下式的最佳配比計算：最小值)()()2(*ttutuBtyyAjjjiii條件：jjjjjUutuLuuttutu)(;)()(max5.2.4.1

30、燒結(jié)礦化學(xué)成分的閉環(huán)控制系統(tǒng)(2)式中： yi*燒結(jié)礦中成分的目標(biāo)含量； 2 h后所生產(chǎn)的燒結(jié)礦中成分i 的估計含量； uj(t)一給料比j的瞬時記錄值； uj(t-t)給料比j的預(yù)測值； Umax給料比j的偏差。 Luj給料比j的下限； Uuj給料比j的上限； Ai，Bj系數(shù)。)2(tyi5.2.4.2 化學(xué)成分控制專家系統(tǒng)(1) 燒結(jié)礦化學(xué)成分控制具有如下特點： 燒結(jié)礦化學(xué)成分（FeO，S除外）的穩(wěn)定主要受原料參數(shù)的影響，與狀態(tài)參數(shù)關(guān)系不大。 從原料下料到燒結(jié)成燒結(jié)礦，再到給出燒結(jié)礦化學(xué)成分的化驗結(jié)果，需要長達幾個小時的時間響應(yīng)，即存在相當(dāng)長的時間滯后。 工藝過程具有動態(tài)復(fù)雜性和時變特性。

31、 燒結(jié)礦化學(xué)成分之間有很大的相關(guān)性，一種成分發(fā)生變化會引起其他成分的改變。 控制燒結(jié)礦化學(xué)成分相當(dāng)復(fù)雜，一種成分不能滿足要求，并不一定是由于該成分本身變化引起的，由這方面原因引起的成分變化，可能要從另一個方面去解決。5.2.4.2 化學(xué)成分控制專家系統(tǒng)(2) 根據(jù)上述特點采用數(shù)學(xué)模型與知識模型相結(jié)合的控制方法，建立了燒結(jié)礦化學(xué)成分的時間序列預(yù)報模型，開發(fā)了基于自適應(yīng)預(yù)報的燒結(jié)礦化學(xué)成分控制專家系統(tǒng)，其流程如下圖所示，其中，u表示輸入，y表示輸出。u表示經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的輸入，y表示經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的輸出，它以2h為l個周期，與燒結(jié)礦成分分析周期相對應(yīng)。5.2.4.2 化學(xué)成分控制專家系統(tǒng)(3)基于

32、預(yù)報的化學(xué)成分控制專家系統(tǒng)流程圖5.2.4.2.1燒結(jié)礦化學(xué)成分控制策略(1)1.區(qū)間優(yōu)化控制策略 （1)區(qū)間優(yōu)化控制策略 點優(yōu)化是以最優(yōu)點為優(yōu)化目標(biāo)的控制策略。燒結(jié)過程控制的特點決定了點優(yōu)化是可望而不可及的。 燒結(jié)過程控制的基礎(chǔ)是大量的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)。由于噪聲和不可測干擾等因素的影響，使數(shù)據(jù)的測量值與實際值之間存在著誤差，使得點優(yōu)化的控制策略難以實現(xiàn)。 點優(yōu)化將導(dǎo)致過程的頻繁調(diào)整。由于數(shù)據(jù)測量的誤差以及生產(chǎn)過程的大滯后性，頻繁的調(diào)整會造成生產(chǎn)上大的波動。其結(jié)果是不僅不能實現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)的優(yōu)化控制而且還可能破壞燒結(jié)過程的正常進行。5.2.4.2.1燒結(jié)礦化學(xué)成分控制策略(2) 區(qū)間優(yōu)化是相對于點優(yōu)化

33、而言的，特指以圍繞最優(yōu)點的最優(yōu)區(qū)間為優(yōu)化目標(biāo)的控制策略。燒結(jié)過程控制采用區(qū)間優(yōu)化的策路是適宜的： 區(qū)間優(yōu)化的控制目標(biāo)是最優(yōu)區(qū)間，可以減小因數(shù)據(jù)測量的誤差引起的控制不準(zhǔn)確性；同時也可避免過程控制的頻繁調(diào)整，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運行。 生產(chǎn)參數(shù)的預(yù)報結(jié)果與實測值之間存在一定的誤差在允許范圍內(nèi)）。區(qū)間優(yōu)化可以減小因這種誤差而引起的誤操作。 所以本系統(tǒng)采用區(qū)間優(yōu)化的控制策略。5.2.4.2.1燒結(jié)礦化學(xué)成分控制策略(3) (2)區(qū)間劃分及狀態(tài)描述 燒結(jié)過程的優(yōu)化以燒結(jié)生產(chǎn)的正常進行為基礎(chǔ)，是以生產(chǎn)參數(shù)的實測數(shù)據(jù)作為判斷依據(jù)的。因此，可將生產(chǎn)參數(shù)相應(yīng)地劃分為優(yōu)化區(qū)間（記為0）、可行區(qū)間（優(yōu)化區(qū)間上限與可行

34、區(qū)間的上限之間的區(qū)間記為+1，優(yōu)化區(qū)間下限與可行區(qū)間下限之間的區(qū)間記為-1)及異常區(qū)間（超過可行區(qū)間上限的區(qū)間記為+2，超過可行區(qū)間下限的區(qū)間記為-2），如下圖所示。區(qū)間優(yōu)化控制的目標(biāo)就是由可行區(qū)間獲得優(yōu)化區(qū)間。+1+20-1-2最優(yōu)點優(yōu)化區(qū)間可行區(qū)間異常區(qū)間5.2.4.2.1燒結(jié)礦化學(xué)成分控制策略(4)最優(yōu)點的確定。最優(yōu)點就是燒結(jié)過程的控制對象符合過程優(yōu)化要求的參數(shù)值。對于燒結(jié)礦化學(xué)成分，最優(yōu)點就是各成分的規(guī)格。對于燒結(jié)過程狀態(tài)參數(shù)，最優(yōu)點要根據(jù)具體工藝條件及生產(chǎn)情況而定。例如，主管負壓最優(yōu)點與料層厚度有關(guān)：料層變厚，主管負壓最優(yōu)點的值就增大。 區(qū)間邊界的確定。區(qū)間邊界就是劃分各個區(qū)間的臨界

35、點。燒結(jié)礦化學(xué)成分的區(qū)間邊界是根據(jù)一級品、合格品和出格品的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)而定的。例如：TFe波動在0.50%范圍內(nèi)為一級品，波動在0. 75%范圍內(nèi)為合格品，超出0.75范圍為出格品，則TFe的各區(qū)間邊界分別為+0.5%，-0.5%，+0.75%，-0.75。 參數(shù)狀態(tài)的描述。參數(shù)在可行區(qū)間時，+1和-l區(qū)間代表兩種不同的生產(chǎn)狀況，同樣，在異常區(qū)間處于+2和-2區(qū)間也代表兩種不同的生產(chǎn)狀況。為了能通過生產(chǎn)參數(shù)的實時數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地判斷生產(chǎn)狀況，實現(xiàn)區(qū)間的優(yōu)化控制，將各生產(chǎn)參數(shù)分別劃分為五個狀態(tài)。以TFe為例其狀態(tài)描述如下表所示。5.2.4.2.1燒結(jié)礦化學(xué)成分控制策略(5)燒結(jié)礦化學(xué)成分TFe狀態(tài)描述區(qū)間

36、代號+2+10-1-2狀態(tài)描述太高較高適宜較低太低區(qū)間范圍 +1.0+1.0 +0.5+0.5 -0.5-0.5 -1.0B，即C=A，信號C和D比較，若C(A)D，低選選中D。顯然，F(xiàn)IC-1的設(shè)定值不是以A就是D，但是總不能大于D，F(xiàn)IC-1的設(shè)定值受到D的限制，使燃料變化(動態(tài)過程)平穩(wěn)，以維持高精度空氣過剩率。K2是為防止因空氣的波動而產(chǎn)生燃料量的波動系數(shù)。 空氣 調(diào) 節(jié) 回路:AAH，低選選中為H,即G=H。G與F比較，G(H) F，G(H)被高選選中，乘以 ，再經(jīng)限幅(下限)作為FIC-2的設(shè)定值，K3是為防止因燃料的波動而導(dǎo)致空氣量過小的波動系數(shù)。5.5.3.1 系統(tǒng)分析(2)(

37、2) 當(dāng)TC的輸出信號A急減時： 燃料調(diào)節(jié)回路：ABA，B被高選選中為C。而C=B必然小于D，C=B被選中為FIC-1的設(shè)定值。K1為防止因空氣波動而引起過大的燃料波動系數(shù)。 空氣調(diào)節(jié)回路：AAH，A被低選選中為G，即G=A。G(A)K2，多增加空氣量。燃氣和空氣流量的交替上升使系統(tǒng)很快達到穩(wěn)定。 當(dāng) A減小時，為了維持高精度的空氣過剩率，使系統(tǒng)很快穩(wěn)定，選擇K1K3，使燃料減少的多一些，系統(tǒng)穩(wěn)定時，燃空兩個系統(tǒng)均可同時選用，溫度調(diào)節(jié)器TC的輸出A作為設(shè)定值。 交叉限幅系統(tǒng)可以做到當(dāng)需要增加燃料時，把空氣量多增加一些;反之，要減少燃料時，把燃料量多減一些，使變化過程中燃料量始終不超越空氣量(因

38、燃料調(diào)節(jié)閥動作快，往往空氣量調(diào)節(jié)跟不上而失調(diào)，容易冒黑煙)，只要適當(dāng)選擇K1、 K2、K3、K4偏置值即可達到上述目的。5.6 燒結(jié)終點控制3.6.1 燒結(jié)過程(1) 沿?zé)Y(jié)機臺車運動方向，在料層下面排列著n個風(fēng)箱，風(fēng)機通過這n個風(fēng)箱對料層吸風(fēng)。5.6.1 燒結(jié)過程(2) 料層經(jīng)過點火器下面時被點燃，在燒結(jié)礦運動中，由于風(fēng)箱的吸風(fēng)作用，料由表面向下燃燒，在料面已經(jīng)燒完了的地方，料開始冷卻，形成了冷卻層；冷卻層下面的料正在燃燒，叫做燃燒層；燃燒層下面還沒有燃燒的料層叫做原始料層；空氣通過原始料層時，將原始料層中的水份帶到了最下面的料中，最下面的料因此含水份過多，形成了過濕層。5.6.1 燒結(jié)過程

39、(3) 隨著臺車的前進，燃燒層逐漸下降，最后燒到料層的最底部，叫做“燒透”。5.6.1 燒結(jié)過程(4) 燒結(jié)終點就是燒結(jié)機燒結(jié)帶的位置，在此，燒結(jié)過程剛好達到燒結(jié)帶的底部。一般認為BTP（燒透點，或燒結(jié)終點） 應(yīng)當(dāng)控制在倒數(shù)第二個風(fēng)箱的位置。當(dāng)BTP 超前，燒結(jié)機有效面積沒有得到充分利用，利用系數(shù)降低；相反地，當(dāng)BTP 滯后，卸料時燒結(jié)料層未能燒透，使返礦量增加，成品率下降。5.6.2 燒結(jié)終點的判斷燒結(jié)生產(chǎn)過程中，典型的風(fēng)箱廢氣溫度曲線如下圖 所示，其卸礦端3 個（4 個或5 個）風(fēng)箱廢氣溫度近似二次曲線，它的一般式是：T = ax2 + bx + c 式中：T風(fēng)箱溫度（）；X風(fēng)箱號（WB）

40、；a，b，c系數(shù)。5.6.2.1 最小二乘法(1) 檢測每一個風(fēng)箱的溫度，燃燒帶越低，風(fēng)箱溫度越高，燒透后，風(fēng)箱溫度逐漸變低。臺車尾部幾個風(fēng)箱溫度曲線可近似為拋物線。2cxbxaT5.6.2.1最小二乘法(2)取臺車尾部m個風(fēng)箱溫度，m3，則有：222222111. . . mmmcxbxaTcxbxaTcxbxaT5.6.2.1最小二乘法(3)用最小二乘法，求a、b、cmiiiiTcxbxae122)(miiiiTcxbxaae12)(2miiiiiTcxbxaxbe12)(2miiiiiTcxbxaxce122)(25.6.2.1最小二乘法(4)令0)(12miiiiTcxbxa0)(12

41、miiiiiTcxbxax0)(122miiiiiTcxbxax用高斯主元消去法解三元一次方程，得a、b、c2cxbxaT5.6.2.1最小二乘法(5)求峰值，令：02cxbdxdT得：cbxBTP25.6.2.2 三點法(1)將含有最高溫度點在內(nèi)的相鄰三個風(fēng)箱的溫度點（x1，T1）、（x2，T2）、（x3，T3）代入公式:T = a+bx +cx2中，并考慮到：x2=x1+1，x3=x2+1求解系數(shù)a、b、c：222232222221) 1() 1() 1() 1(xcxbaTcxbxaTxcxbaTccxbTTccxbTT2223212123兩式相減，得：)2(21321TTTc將c代入2

42、，得)2()(212312213212TTTxTTbccxTTb45.6.2.2 三點法(2)則二次曲線的峰點坐標(biāo)為：)2(22312132TTTTTxcbxBTP)2()(21312213TTTxTTb)2(21321TTTc例如，若燒結(jié)機有18 個風(fēng)箱，且以最后3個風(fēng)箱廢氣溫度擬合曲線，則燒結(jié)終點的計算公式為：)2(2171816171618TTTTTxBTP5.6.2.3 其它檢測方法 根據(jù)臺車尾部某一風(fēng)箱溫度判斷 根據(jù)尾部圖像判斷5.6.3用于長期控制的燒結(jié)工藝模型 燒結(jié)工藝模型是通過建立燃燒帶模型模擬燒結(jié)過程的長期特性，用點火罩下的數(shù)據(jù)預(yù)測該料層燒結(jié)完成所需的時間（BTT），然后再根

43、據(jù)設(shè)定的燒結(jié)終點（BTPS）計算出一個燒結(jié)機速PSC，作為機速調(diào)整的參考值，通過控制燒結(jié)機速來實現(xiàn)燒結(jié)終點的穩(wěn)定控制。5.6.3.1 燃燒帶模型(1) 在燒結(jié)過程中，燃燒帶的垂直推進速度和臺車水平移動速度，決定燒結(jié)終點的位置。而作用在燃燒帶的主要因素是主風(fēng)機的負壓和混合料的料層阻力，如圖所示。燃燒帶與時間的關(guān)系5.6.3.1 燃燒帶模型(2)由此推導(dǎo)出燃燒帶的模型如下：0dtdy(0) H;y(0) ;)()(22AtBydttyd式中：y(t)燃燒帶的位置；t 時間（t=0 時為初始時間）；A主風(fēng)機產(chǎn)生的壓力，可用燒結(jié)機的總廢氣流量來表示；B混合料內(nèi)部阻力，定義為裝入混合料透氣性的函數(shù)；H料

44、層厚度，一般不變。5.6.3.1 燃燒帶模型(3) 因為在正常工藝條件下，參數(shù)A、B 變化很慢且很小，所以可以假定A 和B 是與時間無關(guān)的函數(shù)，則上述方程的解為： 燃燒帶接近到達料層底部所需的時間為T，T 是燒透時間（BTT），在時間T 到達的位置叫燒結(jié)終點（BTP），則： y(T ) = 0 BAtBBAHty)cos()()(5.6.3.1 燃燒帶模型(4) 為了使模型既適合于正常生產(chǎn)情況，又適合于在長期停機以后燒結(jié)機的啟動，需對參數(shù)A、B 進行如下處理： A = aFR B= b/PR 式中： a,b穩(wěn)定情況的預(yù)測參數(shù)； FR，PR偏離穩(wěn)定廢氣流量和透氣性的偏差，在穩(wěn)定情況下，F(xiàn)R 和P

45、R 都等于1。5.6.3.2 臺車速度控制模型(1)臺車速度總控制模型如下圖所示。BBT廢氣溫度PS臺車速度H料層厚度F廢氣流量P透氣性5.6.3.2 臺車速度控制模型(2)（1）燒透時間（BTT）的計算 燒透時間采用實際燒結(jié)終點（根據(jù)風(fēng)箱廢氣溫度測定值計算）和臺車速度PS 進行計算，如果燒結(jié)過程在t=0 時開始，并在時間T 時結(jié)束，則：TBTPdttPS0T)(BTT )(5.6.3.2 臺車速度控制模型(3)（2）參數(shù)估計 參數(shù)a、b 是按穩(wěn)定情況在線估計的，如果燒透時間為T，可得：若使用一個附加參數(shù) ，可得到參數(shù)a 和b 的關(guān)系是：b = k 2/ T 2a = Hbcos (k )/(

46、cos (k )1)常數(shù)K0，影響廢氣流量的強度分布和燃燒帶的透氣過程。0)cos()()(baTbbaHTyTbk 5.6.3.2 臺車速度控制模型(4)（3）參數(shù)偏差參數(shù)偏差FR 和PR 可用下式計算：FR =(F/FS)P PR = (P/PS)q式中：F、P實際值;FS、PS恒定的或緩慢變化的平均值;p、q可調(diào)控增益系數(shù)。5.6.3.2 臺車速度控制模型(5)（4）臺車速度模型 根據(jù)以上分析可預(yù)測剛通過點火爐的混合料的燒透時間BTT，該計算中需要的參數(shù)為料層厚度(H)、廢氣流量偏差（FR）、透氣性偏差（PR）和預(yù)測參數(shù)（a、b）。根據(jù)預(yù)測的燒透時間和設(shè)定的燒結(jié)終點來計算臺車速度，作為其

47、調(diào)整的參考值。5.6.4 用于短期控制的溫度模型 溫度模型就是根據(jù)燒結(jié)機中部風(fēng)箱的溫度曲線判斷該料層的燒結(jié)終點情況，給出燒結(jié)機速的修正值，達到穩(wěn)定燒結(jié)終點的目的。5.6.4.1正常拐點位置、溫度的確定 正常拐點是指燒結(jié)生產(chǎn)正常、燒結(jié)終點穩(wěn)定時的風(fēng)箱溫度曲線的拐點。其具體確定方法如下： 以某燒結(jié)廠為例，在生產(chǎn)正常情況下，每隔5min 取一批風(fēng)箱的溫度（每一系列15 個風(fēng)箱），連續(xù)取3 天；然后從中剔除異常點，分別計算每個風(fēng)箱的平均溫度，繪出風(fēng)箱廢氣溫度曲線。可以確定，正常拐點為10 號風(fēng)箱，正常拐點的溫度為12010左右，這些數(shù)據(jù)和現(xiàn)場專家的操作經(jīng)驗基本吻合。5.6.4.2 燒結(jié)機速調(diào)整值的確定

48、（1）溫度模型 輸入?yún)?shù)是912 號風(fēng)箱溫度、燒結(jié)機速、10 號風(fēng)箱溫度的設(shè)定值TS（范圍值）；輸出參數(shù)是燒結(jié)機速的校正值，根據(jù)風(fēng)箱溫度控制燒結(jié)機速。（2）機速調(diào)整值的計算 根據(jù)正常條件下的平均溫度擬合曲線，通過垂直移動溫度曲線找出溫度設(shè)定值的目標(biāo)曲線（TTC），再找出TTC 的最大梯度位置X0（拐點），取其左邊風(fēng)箱位置X1及實際溫度T1；計算布料點到X1 所需的時間t1；計算燒結(jié)機方向上T1 和TTC 之間的距離x；v=x/t1 或+/-L，L 為燒結(jié)機速的控制極限。5.6.5 燒結(jié)終點的模糊控制3.6.5.1 燒結(jié)終點控制的模糊特性 燒結(jié)終點控制系統(tǒng)是一類典型的模糊系統(tǒng)，系統(tǒng)的模糊特性包括

49、系統(tǒng)信息的不完整性、不確定性和模糊性，具體表現(xiàn)為：（1）燒結(jié)終點及對燒結(jié)終點有直接影響的參數(shù)無法直接檢測；（2）不同的操作者調(diào)節(jié)終點的經(jīng)驗各有差異；（3）經(jīng)驗的繼承有很大的不確定性；（4）燒結(jié)終點人工判斷依據(jù)的模糊性；（5）燒結(jié)終點狀態(tài)的自然語言描述具有明顯模糊性。5.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制器的設(shè)計(1)（1）燒結(jié)終點模糊控制輸入變量的確定 作為模糊控制器輸入?yún)?shù)的偏差E 是指終點預(yù)報值與終點設(shè)定值的偏差，偏差變化EC 是指預(yù)報值與設(shè)定值的偏差的變化趨勢和變化速度，作為輸出參數(shù)的控制量UC 是機速的變化量（調(diào)節(jié)量）。（2）燒結(jié)終點模糊控制規(guī)則的設(shè)計 描述模糊控制器的輸入變量E的狀態(tài)用大、中

50、、小三個詞匯，加上正、負兩個方向并考慮變量的零狀態(tài)，共有八個詞匯（八個模糊子集），即： 負大，負中，負小，負零，正零，正小，正中，正大5.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制器的設(shè)計(2) 描述模糊控制器的輸入變量EC的狀態(tài)用大、中、小三個詞匯，加上正、負兩個方向并考慮變量的零狀態(tài)，共有七個詞匯（七個模糊子集），即： 負大，負中，負小，零，正小，正中，正大 描述模糊控制器的輸出變量UC的狀態(tài)用大、中、小三個詞匯，加上正、負兩個方向并考慮變量的零狀態(tài)，共有七個詞匯（七個模糊子集），即： 負大，負中，負小，零，正小，正中，正大5.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制器的設(shè)計(3) 燒結(jié)終點預(yù)報器的輸出作為模糊控制器的

51、輸入，經(jīng)過計算，得到輸入變量偏差和偏差變化。離散化了的精確量與表示模糊語言的模糊量采用三角形隸屬函數(shù)，燒結(jié)終點偏差、偏差變化、機速控制量的模糊變量的賦值分別示于下表。 燒結(jié)終點模糊控制器的控制規(guī)則是基于手動控制策略，即基于操作者的經(jīng)驗，如“若終點超前且終點有繼續(xù)超前的趨勢，則加快機速。”將這些經(jīng)驗用模糊集合來描述出來。5.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制器的設(shè)計(4)燒結(jié)終點偏差模糊量賦值表 eE-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6PB0000000000.10.40.81.0PM000000000.20.71.00.70.2PS00000000.81.00.5000PO0000001

52、.00.60.10000NO00000.10.61.0000000NS000.10.51.00.80000000NM 0.20.71.00.70.200000000NB1.00.80.40.10000000005.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制器的設(shè)計(5)燒結(jié)終點偏差變化模糊量賦值表 ecEC-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6PB0000000000.10.40.81.0PM000000000.20.71.00.70.2PS00000000.91.00.70.200O000000.51.00.50.10000NS000.20.71.00.90000000NM 0.20.71.00

53、.70.200000000NB1.00.80.40.10000000005.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制器的設(shè)計(6)機速控制量變化模糊量賦值表 ucUC-7-6-5-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6+7PB000000000000.10.40.81.0PM0000000000.20.71.00.70.20PS00000000.41.00.80.40.1000O0000000.51.00.5000000NS0000.10.40.81.00.40000000NM00.20.71.00.70.2000000000NB1.00.80.40.1000000000005.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制

54、器的設(shè)計(7) 取燒結(jié)終點偏差E 的語言變量詞集為NB，NM，NS，NO，PO，PS，PM，PB；偏差變化EC 和機速調(diào)節(jié)量UC 的語言變量詞集為NB，NM，NS，O，PS，PM，PB?，F(xiàn)將燒結(jié)過程操作者在控制終點時遇到的各種可能出現(xiàn)的情況，以及相應(yīng)的控制策略用下述21 條模糊條件語句來描述：（1）if E=NB or NM and EC=NB or NM then uc = PB（2）if E=NB or NM and EC=NS or O then uc = PB（3）if E=NB or NM and EC=PS then uc = PM（4）if E=NB or NM and EC=P

55、M or PB then uc = O5.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制器的設(shè)計(8)（5）if E=NS and EC=NB or NM then uc = PM（6）if E=NS and EC=NS or then uc = PM（7）if E=NS and EC=PS then uc = O（8）if E=NS and EC=PM or PB then uc = NS（9）if E=NO or PO and EC=NB or NM then uc = PM（10）if E=NO or PO and EC=NS then uc = PS（11）if E=NO or PO and EC=O t

56、hen uc = O（12）if E=NO or PO and EC=PS then uc = NS（13）if E=NO or PO and EC=PM or PB then uc = NM（14）if E=PS and EC=NB or NM then uc = PS5.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制器的設(shè)計(9)（15）if E=PS and EC=NS then uc = O（16）if E=PS and EC=O or PS then uc = NM（17）if E=PS and EC=PM or PB then uc = NM（18）if E=PM or PB and EC=NB or

57、 NM then uc = O（19）if E=PM or PB and EC=NS then uc = NM（20）if E=PM or PB and EC=O or PS then uc = NB（21）if E=PM or PB and EC=PM or PB then uc = NB 上述條件句構(gòu)成了描述燒結(jié)終點控制的模糊模型，匯總為燒結(jié)終點模糊控制規(guī)則表如下表所示。5.6.5.2燒結(jié)終點模糊控制器的設(shè)計(10)燒結(jié)終點模糊控制規(guī)則表（UC） ECENBNMNSOPSPMPBNBPBPBPBPBPMOONMPBPBPBPBPMOONSPMPMPMPMONSNSNOPMPMPSONSNMNMPOPMPMP