王志强[1]2003年在《数据挖掘技术在循环流化床锅炉模糊控制系统中的应用》文中研究表明大量的工业实践证明，模糊控制对于循环流化床的控制是非常有效的。但是，建立规则库已经成为模糊控制系统设计的核心问题和困难所在。与此同时，循环流化床宝贵的历史数据却一直没有被有效利用；数据挖掘技术的出现，为解决模糊控制规则的获取问题，从“海量数据”中自动挖掘优秀司炉工的操作经验，提供了非常有效的数据处理手段，有着广阔的应用前景。本文首次针对循环流化床模糊控制器的特性和运行规律，讨论了对循环流化床历史运行数据进行挖掘的可行性，分析了采样数据预处理技术，介绍了基于聚类技术的指导规则获取的实际应用步骤，利用基于模糊神经网络强大的学习功能完成模糊控制的规则获取。本文还针对流化床锅炉运行的非线性严重、大滞后、不确定性大等特点，研究了基于数据挖掘优化的模糊神经自组织控制策略在循环流化床控制系统中的应用，使规则获取可以在线进行；并编制了数据挖掘模块优化自组织控制模块，应用到青岛35t/h循环流化床锅炉的控制系统中，提高了锅炉的运行水平和效率，取得了良好的效果。
马俊[2]2006年在《循环流化床锅炉床温模糊控制应用研究》文中认为循环流化床锅炉具有燃料适应性广、截面热强度高、污染物排放少、锅炉负荷适应性高、燃料制备系统相对简单等优点。正是由于循环流化床锅炉具有如此多的优点,从而加快了循环流化床锅炉的商业化发展。但是循环流化床锅炉是一个分布参数、非线性、时变、大迟延、多变量耦合紧密的控制对象,这也就给循环流化床锅炉的运行控制提出了更高的要求。 床温是循环流化床锅炉燃烧控制系统中的一个重要参数,是稳定、经济运行的关键。本文首先从循环流化床原理入手,简要说明了循环流化床锅炉的结构和优点,并且分析了锅炉的控制模型。针对锅炉床温控制难题,设计了基于模糊逻辑的循环流化床模糊解耦控制器和模糊、神经网络结合的模糊神经网络自学习控制器,通过分析设计原理,对两种控制器进行了比较,模糊解耦控制器进行模糊前馈补偿控制,模糊神经网络控制器实现非模型控制,同时说明了两种控制器的优缺点,并进行仿真对比。从仿真结果来看,两种控制器都达到了比较令人满意的效果,控制器在稳定性、适应性、鲁棒性等控制特性上比常规PID控制要好。但当锅炉负荷、燃料状况变化较大时,即被控对象模型发生较大的变化,模糊神经网络控制器控制效果优于模糊解耦控制器,这是由于神经网络具有较强的自学习能力。
吴庆彬[3]2004年在《循环流化床的模糊控制》文中提出从本世纪七十年代起，循环流化床燃烧技术以其独有的先进性，得到世人的关注，并在近二十多年里得到飞速的发展，成为火力发电史上最有希望的燃烧技术。其锅炉燃烧控制系统的被控对象具有多参数，非线性，时变，多变量紧密耦合的特点，常规的PID控制难以达到理想的控制效果，基于操作人员对循环流化床经验、专家知识等智能控制技术弥补了不足，得到迅速的发展。 绪论特别强调了循环流化床智能控制的必要性和时效性，对现在循环流化智能控制做了简要介绍，指出对循环流化床锅炉智能控制研究还都是比较零星的、散乱的，需要更多的科技工作者投身其中。 在第2章中，在查阅资料、理解循环流化床原理的基础上根据质量、能量平衡方程建立了床温的近似控制数学模型。 在第3章中，介绍了“模糊逻辑似是而非”(即模糊控制理论)的理论的争议，用模糊控制理论的本质作了回答。 在第4、5章在详细介绍了模糊控制器的原理的基础上，对模糊控制规则选择困难上，提出了自校正模糊控制器，并对叁种自校正模糊控制器类型进行了研究；模糊控制器的语义规则和综合推理被确定后(一般情况下则不能调整)为了使模糊控制器具有自调整能力，以便获得较强的适应性，对调整量化因子Ke，KeC，输出控制比例因子Ku，加权因子α应用遗传算法进行了模糊控制的多参数选优工作。 本论文建立了输入信号为汽压P及床料温度T，输出的控制量为给煤量增量B的ANFIS控制模型。此外，增加介绍了乙烯厂的工程项目情况，并对塔釜乙烯纯度建立了RBF神经网络模型，在此基础上进行了模糊控制的仿真，是此研究课题实际建立模型的有益补充。
张轩[4]2013年在《大型循环流化床床温动态模型与优化控制的研究》文中认为作为一个发展较为成熟的新兴燃烧技术,循环流化床锅炉因其燃烧效率高、煤种适应性广等优点,正好与能源和环境这两个当今社会发展的主题相契合,在我国电力行业得到了广泛的应用。然而,循环流化床锅炉是一个非线性、时变、分布参数、多变量紧密耦合的系统,与传统煤粉炉相比,其炉内工质的流动与能量的传递要复杂的多,给自动控制造成了很大的困难。因此,建立准确的循环流化床锅炉动态模型,对锅炉设计改进、燃烧效率的提高以及设计合理的控制系统都具有重要的意义。基于以上原因,本文首先通过对循环流化床结构及炉内温度动态特性的分析,分别建立了炉膛、旋风分离器及外置床内的氧气浓度平衡、动态床料平衡、动态残碳量平衡以及动态能量平衡,生成了以给煤量、一次风、二次风、排渣和飞灰为输入变量的动态模型,并基于四川自马300MW循环流化床锅炉的现场数据,利用MATLAB软件对所建模型进行了仿真,结果很好的反映了输入变量发生扰动下床温的响应情况,实时仿真结果也与实际采集到的数据很好的吻合。之后又利用MATLAB系统辨识工具箱对前面所建立的模型进行辨识,得到了燃料量扰动下密相区床温响应的传递函数,然后分别采用传统PID、模糊神经网络以及基于粒子群优化的模糊神经网络对系统进行了仿真,并对所得到的结果进行了分析,相比于传统控制算法,智能算法在控制品质上取得了良好的效果。
张冀[5]2001年在《循环流化床控制的研究与应用》文中指出循环流化床锅炉是一个分布参数、非线性、时变、大迟延和多变量耦合紧密的控制对象。本文通过对循环流化床的流体动力学特性、传热学特性、燃烧特性和动态特性等的研究，设计了叁种单模糊控制器和一种综合模糊控制器，分析了某一电厂实际控制系统，并对这叁种控制方案进行了变对象的仿真。仿真表明，综合模糊控制器比其它两种控制器具有更好的控制效果和较强的鲁棒性。
周韧峰[6]2011年在《循环流化床锅炉燃烧过程的动态特性及控制仿真》文中提出洁净燃烧技术是能源高效,低污染及综合利用,实现可持续发展的必然要求。循环流化床锅炉作为一种洁净燃煤技术,以其突出的优点而受到人们的广泛重视。我国现阶段仍把煤作为主要的一次能源,循环流化床锅炉由于能实现NOx和SO2的低排放和燃用劣质煤种的独特优势,是我国发展清洁煤燃烧技术的重点之一。循环流化床的燃烧过程具有高度的非线性、时变和大滞后及多变量耦合等复杂特性,所以其燃烧过程的运行控制一直是个难题。本文在综合分析某电厂大量的历史数据的基础上,研究了稳定负荷下给煤和一次风的变化对床温、主汽压和烟气含氧量的影响,以及变负荷情况下各主要参数的不同变化规律。然后利用MATLAB系统辨识工具箱进行辨识建立了各参数之间的传递函数模型,并用Simulink对所得的模型进行了仿真验证。同时,本文还对辐射能特性进行了分析,发现辐射能的变化趋势与各参数变化趋势一致并有一定的超前。所以本文建立了一个引入辐射能的主汽压模糊控制系统,并通过Simulink进行仿真试验,结果表明它的控制效果很好,可以有效的降低主汽压的波动幅度。
徐军[7]2005年在《循环流化床锅炉的优化控制》文中进行了进一步梳理循环流化床锅炉的自动控制,尤其是燃烧控制及主汽温度控制一直是过程控制研究领域的一个研究重点,但由于受各种因素限制,一直没有得到很好的解决。目前,国内在解决以上两个控制问题时,一般采用单回路控制和串级控制相结合的方法来完成,但受锅炉这一大滞后、时变对象的影响,控制稳定性差,控制回路的实际投运率很低,锅炉热效率得不到提高。国外有采用模糊控制的报道,但未提供具体的实现方案,另外整套设备的成本很高。 本文在简单介绍了循环流化床锅炉结构、优点及工作原理后,说明了模糊控制的基本原理,重点分析了循环流化床锅炉的常规控制方案,并在研究了大量国内外控制方法的基础上,结合我国锅炉结构的实际情况,提出了如下新的控制方法并加以实践。 1、设置主汽流量——给煤量关系曲线及总风量——给煤量关系曲线在线学习单元,在线改变曲线拐点坐标,以适应由于燃料热值变化给控制带来的影响。 2、提出以主汽流量——给煤量关系曲线为主,以主汽压力,主汽流量模糊控制器、床温校正模糊控制器为辅的燃料给定值设定方案,在大大提高了控制系统的投运率的同时,提高了锅炉的效率。 3、在燃烧控制中设置床温校正模糊控制器,以保证床温控制的稳定;并对该模糊控制器的设计与实现做出详细说明。 4、在主汽温度控制上提出采用过热汽温负荷分级模糊控制器进行控制,从实践上来看,控制效果很好。 以上控制系统采用上海自动化仪表股份有限公的SUPMAX800 D C S系统实现,无常规控制仪表,并在某厂循环流化床锅炉上实施,经半年的试运行表明,燃烧控制的投运率大大提高,投运率在80%以上,锅炉效率比手动控制提高2—3%,整个锅炉控制系统的性能优良,基本解决了流化床锅炉燃烧控制的问题。另外整个系统,不论是硬件还是软件,都用国产D C S系统实现,大大节约了厂方的投资成本,提高了国产D C S系统的声誉,同时也为上海自动化仪表股份有限公的SUPMAX800 D C S系统的普及推广起到了一个示范作用。
赵洋[8]2009年在《金精矿提金叁相循环流化床系统的建模及控制系统的实现》文中研究表明叁相循环流化床是一种可以将气体、液体和固体混合一起进行反应的装置。它不仅可使有害气体得到循环利用,达到清洁生产的目的,还可通过外循环使反应物充分混合,提高反应效率。因而,研究并开发用于难氰化的金矿资源提金的叁相循环流化床对于实现提金的清洁生产、提高金的回收率和银、铜、铅、锌等有价金属的回收等具有十分重要的意义。要使得高硫高砷金精矿或氰化尾渣的资源化预处理可在常压下实现自动地连续、高效进行,可靠并性能优良的叁相循环流化床控制系统必不可少。长期以来,工业中使用较多的控制方法为传统的PID控制,但由于金精矿提金叁相循环流化床系统具有非线性、纯滞后、多变量等特点,使得反应过程的控制面临多种复杂难题。采用先进的智能控制策略有望实现对流化床系统的有效控制,提高反应的效率和批量生产的经济性。本文研究了叁相流化床提金生产过程的特点,设计开发了其控制系统。主要工作包括以下几个方面:1.分析了叁相循环流化床系统特性;实验测得了不同进料量情况下对应最高反应速率时的进气量目标值和流化过程试验数据,根据内部流动特性建立了系统模型,通过最小二乘和阶跃辨识相结合的方法辨识模型,从而得出了流化床在不同进料量下的动态数学模型。2.根据床层压力控制系统的特点,设计了一种最优PID模糊控制器,使系统响应最快达到稳态,并用对象模型进行了控制系统仿真验证。3.针对实际系统在化学反应过程中内部对象模型不稳定的特点,引入预测控制思想,减小模型失配度。将预测理论和模糊控制相结合,使控制系统能具有较好的鲁棒性和快速性,最终达到提高反应效率的目的。4.基于紫金桥组态软件平台,建立了叁相流化床系统的仿真描述。以Matlab作为预测控制算法平台,通过两种软件平台的动态数据交换(DDE),实现在线预测控制,使动态控制等预测控制算法能方便而精确地应用于流化床控制系统。5.设计并开发了整个控制系统的软硬件。将控制系统应用到金精矿提会反应炉的运行中,对系统进行了热念实验,并将控制系统加入前后的实验测定数据进行比较,结果表明所设计的控制系统将生产效率提高了8.39%。本文的探讨紧密结合了金精矿提金循环流化床研究的新工艺和新技术,在控制方案上做了适合系统特点的选择,对于金精矿提金循环流化床系统的安全高效运行有着重要的实际意义。
石舒健[9]2004年在《循环流化床锅炉床温控制的应用研究》文中指出循环流化锅炉是一个分布参数、非线性、时变、大迟延多变量耦合紧密的控制对象。床温是循环流化床锅炉燃烧控制系统中的一个重要参数,是稳定、经济运行的关键。本文主要阐述了使用PlantScape System 对某电厂循环流化床锅炉的燃烧系统及床温调节系统的组态应用,并对该系统进行了分析。设计了适应负荷变化的基于遗传算法的床温模糊控制器,并进行了计算机仿真。从控制效果来看,达到了比较令人满意的效果,该床温模糊控制器在稳定性、适应性、鲁棒性等控制特性比常规PID 控制要好。
李松[10]2010年在《金精矿提金叁相循环流化床先进控制系统的研究与应用》文中指出叁相循环流化床技术作为一种氧化金精矿的新工艺,可以有效克服目前工业上氧化预处理金精矿工艺中存在的金回收率低、投资大、周期长及易造成环境污染等缺点,能够通过循环使气-固-液反应物充分混合和实现有害气体循环利用,提高了金的提取率,同时达到保护环境和提高经济效益的目的,具有良好的市场前景。但要想在工业中广泛推广应用,实现对叁相循环流化床提金过程平稳高效地自动监控运行是必不可少的。目前,在这方面研究较为成熟的是用于火力发电厂的气固两相循环流化床锅炉,且大多采用传统的PID控制方法；而对于应用在金精矿提金方面的叁相循环流化床研究却很少,理论也不成熟,因此开展对叁相循环流化床系统的建模与控制研究,是当前该研究领域的一个重要方向。由于金精矿提金叁相循环流化床系统具有非线性、纯滞后、多变量等特点,使得对其建模和控制面临多种复杂难题。采用先进的建模理论和智能控制策略有望实现对叁相循环流化床的有效建模和控制,以此来提高反应的效率和工业化生产的经济性。本文首先深入研究了叁相循环流化床提金过程的特性,通过实验找出了影响反应过程床层压力的主次因素,接着运用BP神经网络强大的非线性动力学特性和自学习特性建立了叁相循环流化床床层压力系统的神经网络模型。其次采用基于神经网络模型的动态矩阵预测控制算法,在MATLAB环境下设计了该控制器并对系统进行了仿真。最后根据研究的理论对实际对象进行系统集成,实现了系统的自动监控运行并进行了实验验证。主要研究内容如下：(1)深入研究了叁相循环流化床提金过程的工艺特性,得出床层压力是影响提金效率和工艺安全的主要参数；然后通过实验确定了进气速度和固含率为影响床层压力的主要因素,粒径大小等因素为次要因素；并确定了被控对象的控制目标值。最后对建模条件做一定假设,为神经网络建模做了准备。(2)对叁相循环流化床提金过程的床层压力进行多工况实验获取建模数据,选择进气速度、固含率作为输入,四个测点床层压力作为输出,采用基于LM训练算法的BP神经网络建模方法,建立了叁相循环流化床床层压力的BP神经网络模型,并对模型进行了校验,结果表明所建模型精度和泛化能力明显高于传统阶跃响应法所建立的二阶数学模型。(3)针对空气压缩机提供的高压气源不稳导致床层压力波动等问题,采用基于BP神经网络模型的动态矩阵预测控制算法,实现了对叁相循环流化床床层压力的优化控制。仿真结果表明,本文给出的控制器设计方案可以获得良好的控制效果,系统具有良好的动态性能,较强的抗干扰能力,控制精度高,鲁棒性强等优点,能够满足对金精矿提金叁相循环流化床床层压力系统控制的实际需要。(4)设计并集成了整个控制系统的软硬件。基于紫金桥组态软件平台,通过建立点、组态、连接和编写相关控制算法,实现了对叁相循环流化床提金过程的组态监控自动运行,并将所测实验数据与人工操作条件下的实验数据进行比较,结果表明所设计的控制系统使提金率和单位体积内铁离子数分别提高了8.39%和10.6%。可见采用自动监控系统,生产过程的经济效益和安全性将有很大的提高。为叁相循环流化床技术在工业中广泛推广使用,提供了基础。
参考文献：
[1]. 数据挖掘技术在循环流化床锅炉模糊控制系统中的应用[D]. 王志强. 清华大学. 2003
[2]. 循环流化床锅炉床温模糊控制应用研究[D]. 马俊. 西安建筑科技大学. 2006
[3]. 循环流化床的模糊控制[D]. 吴庆彬. 南京工业大学. 2004
[4]. 大型循环流化床床温动态模型与优化控制的研究[D]. 张轩. 华北电力大学. 2013
[5]. 循环流化床控制的研究与应用[D]. 张冀. 华北电力大学. 2001
[6]. 循环流化床锅炉燃烧过程的动态特性及控制仿真[D]. 周韧峰. 华中科技大学. 2011
[7]. 循环流化床锅炉的优化控制[D]. 徐军. 江南大学. 2005
[8]. 金精矿提金叁相循环流化床系统的建模及控制系统的实现[D]. 赵洋. 东华大学. 2009
[9]. 循环流化床锅炉床温控制的应用研究[D]. 石舒健. 华北电力大学（河北）. 2004
[10]. 金精矿提金叁相循环流化床先进控制系统的研究与应用[D]. 李松. 东华大学. 2010
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