项目名称: 回转窑全局温度有限阶建模及动态转换模糊控制理论研究

项目编号: No.61503319

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 任耀庆

作者单位: 盐城工学院

项目金额: 21万元

中文摘要: 回转窑广泛应用于水泥制造、垃圾焚烧、冶金和化工等领域,是大型、时空耦合和高功耗装备。针对回转窑温度场的模型难用于实时快速监测、控制面向局部空间点和富含多种不确定因素的问题,研究回转窑全局温度的有限阶建模和智能控制。首先,根据部分温度数据和时空耦合系统有限阶建模方法建立回转窑温度场的有限阶模型,提出基于动态转换的模糊建模方法补偿未建模动态和不确定因素,进而合成全局温度模型。其次,依据全部温度数据来优化空间基函数个数、传感器分布、加热器位置、加热量大小并验证模型的有效性。最后,结合上述有限阶模型,设计基于动态转换模糊逻辑控制器的结构,揭示模型和控制器参数的关系,并研究系统的鲁棒性和稳定性。该建模方法便于控制器设计和全局温度实时快速监测,且控制方法可实现回转窑全局温度的在线智能控制。本课题可以提高回转窑的智能化水平,也为时空耦合系统的建模与控制提供一种思路,具有重要的工程应用前景和理论研究意义。

中文关键词: 模糊控制;有限阶建模;动态转换;时空耦合;不确定性

英文摘要: Rotary kilns are wildly used in cement manufacturing, waste incineration, metallurgy and chemical engineering, and are large, spatio-temporal coupling and high order power equipment. At present, modeling for rotary kiln is difficult for rapid real-time monitoring, control is focus on local space point, and kinds of uncertainties are wildly existed in this system, etc. Finite-order modeling and intelligent control will be researched for global temperature of rotary kiln. Firstly, a finite-order model is built based on partly temperature data and finite-order modeling method of spatio-temporal coupling, a dynamic switching based fuzzy modeling method is proposed to compensate without modeled dynamic and uncertainties, and then synthesis whole model of the temperature. Spatial basis, sensors distribution, heater position and size of heat will be optimized by all data, and effective of the model will be also validated. Finally, it is designed that structure and parameters of dynamic switching based fuzzy logic controller according to this finite-order model, it is uncovered that relationship between model and controller parameter, and robustness and stability is researched. This modeling method is convenient for design of controller and rapid real-time supervision, and the control method can achieve the aim of intelligent online control for global temperature of rotary kilns. This project provides a method for improving the intelligent level of rotary kilns, and also for modeling and control idea of spatio-temporal coupling systems. This project has very important technical application prospect and theoretical research significant.

英文关键词: fuzzy control;finite-order modeling;dynamic switching;spatio-temporal coupling;uncertainty

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