《複雜工況下焦爐加熱燃燒過程線上最佳化控制方法》是依託中南大學，由雷琪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜工況下焦爐加熱燃燒過程線上最佳化控制方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：雷琪
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對焦爐加熱燃燒過程機理複雜、工況範圍大的特點，研究複雜工況下焦爐加熱燃燒過程線上最佳化控制方法。從焦爐加熱燃燒過程工藝機理入手，對工況進行合理劃分，研究基於多個工作時序關聯子系統的焦爐加熱燃燒過程線上工況識別方法，實現複雜工況的線上識別；基於即時學習局部建模思想，通過與過程輸出相關的狀態參數反映過程的全局特性，建立監督式的建模鄰域，從建模精度和效率出發，研究焦爐加熱燃燒過程多工況局部動態非線性建模方法；建立多工況最佳化控制模型，研究基於知識引導的控制器參數智慧型最佳化方法，結合控制系統性能線上評估技術，實現煉焦生產過程的性能維護和運行最佳化；通過研究複雜工況下焦爐加熱燃燒過程線上最佳化控制系統結構，進行仿真與工業套用，實現焦爐加熱燃燒過程的最佳化運行。通過研究，提出一種解決焦爐溫度控制問題可行的解決方案，為焦爐加熱燃燒過程最佳化控制提供新的理論與方法以及系統實現和套用技術。
結題摘要
焦炭是高爐煉鐵中主要的熱量來源以及冶煉過程的還原劑，同時起到爐料骨架的作用，是高爐煉鐵中不可缺少的爐料。穩步提高焦炭質量以適應高爐大型化的需要，對提高我國煉鐵工業生產技術具有重要的意義。焦爐溫度是焦爐加熱燃燒過程中直接影響焦炭質量的參數，其控制對於獲得高質量的焦炭具有重要意義。 本項目針對焦爐加熱燃燒過程機理複雜、工況範圍大的特點，研究複雜工況下焦爐加熱燃燒過程線上最佳化控制方法，提出一種基於多子系統信息熵的焦爐加熱燃燒過程工況識別方法。從焦爐熱平衡的角度對工況進行劃分，結合焦爐結構和傳熱機理將焦爐分解為多個近似獨立的加熱子系統，分析各個加熱子系統的耗熱水平；採用信息熵確定各類子系統對焦爐不同工況影響權重，實時判斷焦爐加熱燃燒過程工況。針對焦爐加熱燃燒過程中多工況的特點，本項目提出一種基於主動半監督仿射傳播聚類算法的焦爐加熱燃燒過程多模型建模方法，結合主動學習策略尋找樣本信息間的成對約束關係，並將其套用到仿射聚類算法中，調整相似度矩陣並改善聚類性能，然後與最小二乘支持向量機方法相結合，形成多模型建模方法，獲得了更好的精度和適應性以及訓練過程的快速收斂性。針對焦爐加熱燃燒過程工況變化範圍大，利用即時學習模型能夠快速反應過程變化的特性，提出基於動態模型的最佳化控制方法。基於局部建模的思想，通過分析焦爐加熱燃燒過程的機理特性，綜合考慮樣本間的距離與樣本變化趨勢夾角的信息，從歷史數據中選擇數據建立動態樣本庫，採用即時學習算法建立焦爐加熱燃燒過程動態模型；採用差分進化算法對模糊控制器論域參數進行最佳化，以保證控制器的性能能夠滿足焦爐加熱燃燒過程的動態變化。 通過研究，本項目提出一種解決焦爐溫度控制問題可行的解決方案，為焦爐加熱燃燒過程最佳化控制提供新的理論與方法以及系統實現和套用技術。
