基于自适应模糊Smith的浮法玻璃熔窑温度控制.pdf

《基于自适应模糊Smith的浮法玻璃熔窑温度控制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年第3期工业仪表与自动化装置·25·基于自适应模糊Smith的浮法玻璃熔窑温度控制周哲民，罗智勇，何涛(湖南化工职业技术学院自动化系，湖南株洲412004)摘要：针对浮法玻璃熔窑温度控制系统的大时滞和非线性等特点，设计了一种自适应模糊Smith控制方案。把Smith预估控制原理和模糊控制的自适应调整方法结合起来，利用Smith预估器对模糊控制进行有效的补偿，使二者的结合对于大时滞系统的控制可以达到优势互补。工程应用表明，该方案具有很强的鲁棒性和良好的控制品质。关键词：浮法玻璃熔窑；模糊控制；Smith预估器；自适应‘中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1000—0682

2、(2011)03—0025—03AdaptivefuzzySmithcontrolsystemoftemperatureforglassfurnaceZHOUZhemin，LUOZhiyong，HETao(DepartmentofAutomation，HunanChemicalVocationTechnologyCollege，HunanZhuzhou412004，China)Abstract：Accordingtothenon—linearity，timedelayandstronglycouplingofthetemperaturecontrolintheglassfurnace，a

3、controlsystembasedonadaptivefuzzySmithcontrolsystemisproposed．Smithpredictivecontrolprincipleandthefuzzycontrollerareintegrated，takingadvantageoftheeffectivecorn—pensationusingtheSmithpredictivetothefuzzycontro1．Theprojectapplicationshowsthatthisprojectisrationalandeffective．Keywords：glassfurnace

4、；fuzzycontrol；Smithpredictive；adaptive窑炉系统主要包括投料机、熔化池、工作池、料0引言道口、燃油调节阀、燃油喷嘴、蓄热室等。工作过程浮法玻璃熔窑是对玻璃原料、碎玻璃等生熟料如下：投料机对窑炉加料，2个蓄热室交替地被高温进行熔化的设备，是玻璃生产工业的心脏，我国大部烟道气加热，蓄热室中蓄存的热量预热助燃空气。2分的浮法玻璃熔窑是以重油等为燃料，它的控制质个喷火口(燃料喷嘴)与熔化池相连。预热后的重油量直接影响到玻璃生产的质量和产量。熔窑的结构同蒸汽混合成为均匀的混合物，蒸汽重油混合物从喷如图1所示。火口吹人熔化池，并在熔化池炉膛内燃烧。为保证重油充分燃

5、烧，同时保证炉膛内的氧化气氛，又有一定量的二次空气从喷火口吹人。左右两组喷火口跟随空气交换器的左右闸板及左右蓄热室交替地投入工作，火焰燃烧方向约每20min交换一次。投料机把配料工段送来的混合原料投入熔化池。它们在熔化池被高温火焰熔化变成玻璃液，并流入工作池，再通过料道口流出。按照工艺要求，窑炉温度控制指标为：热点温度1300oC±15oC；澄清部温度1370oC±图1浮法玻璃熔窑结构图10℃；玻璃液温度1210oC±10℃。因此，窑炉温度控制效果的好坏直接关系到成品的质量和优劣。收稿15t期：2010—09—251窑炉温度自适应模糊Smith控制系统结构基金项目：湖南省教育厅项目“浮法

6、玻璃熔窑温度智能控制研究”(09C1148)设计作者简介：周哲民，男，计算机控制副教授，高级工程师，研究方向为智能控制。由于浮法玻璃熔窑属于非线性、大惯量、多耦·26·工业仪表与自动化装置2011年第3期合、时变的系统，无法建立精确的数学模型，由于其模糊量分别为E、EC、U。其中E、EC为模糊控制器存在大滞后、大惯性等特点，被调量不能及时对控制的输入，为输出。把输人量和输出量语言值的模信号的动作做出反应。常规PID控制器虽然结构简糊子集描述为：{NB、NM、NS、ZO、PS、PM、PB}，它们单，但是其调节比较困难，而且超调量较大，调节时分别表示负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。将

7、间较长，鲁棒性较差，传统控制方式对该系统的控制温度误差、误差变化率量化为7个等级，输出控制量效果较差。该文研究的目标是设计一个自适应模糊量化为15个等级，它们分别表示为：E：{一3，一2，Smith控制系统来控制熔窑的温度。窑炉温度控制一1，0，1，2，3}；EC={一3，一2，一1，0，1，2，3}；U：系统结构如图2所示。{一7，一6，一5，一4，一3，一2，一1，0，1，2，3，4，5，6，7}。为了进行模糊化处理，还必须将输