基于Hammerstein模型水泥生料分解爐溫度過程動態(tài)模型的研究.pdf

1、以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)已成為當代水泥工業(yè)發(fā)展的主流和最先進的工藝。分解爐是預(yù)分解系統(tǒng)的核心設(shè)備，承擔(dān)著燃料燃燒、氣固兩相換熱和碳酸鹽入窯前預(yù)分解任務(wù)。分解爐的穩(wěn)定控制對于生料分解率、回轉(zhuǎn)窯的穩(wěn)定運行、熟料質(zhì)量及產(chǎn)量具有重要作用。分解爐溫度是預(yù)分解系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝參數(shù)，然而，分解爐溫度過程機理復(fù)雜，工況多變，具有強非線性、強耦合、不確定等特性，難以建立精確的過程動態(tài)機理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動模型，使得基于模型的控制和優(yōu)化

2、方法難以應(yīng)用于分解爐溫度過程，因此研究分解爐溫度過程建模方法對于促進分解爐溫度過程優(yōu)化控制方法的研究，實現(xiàn)優(yōu)化控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。
　　本文依托國家“863”高技術(shù)研究課題“大型回轉(zhuǎn)窯智能控制系統(tǒng)”，為了深入研究分解爐溫度過程的優(yōu)化控制技術(shù)，本文建立了基于多步預(yù)報誤差辨識準則的分解爐溫度過程動態(tài)模型，主要研究工作如下:
　　1)針對基于單步預(yù)報誤差準則的ARX模型的多步預(yù)報性能較差，不適合控制方法的研究

3、及優(yōu)化控制，提出了基于多步預(yù)報誤差準則的分解爐溫度過程ARX模型。模型階次選擇過程中，由于應(yīng)用網(wǎng)格搜索模型階次選擇方法的計算代價高、效率低等問題，提出了非負絞殺正則化模型階次選擇方法。模型的輸入變量為生料流量、尾煤轉(zhuǎn)速和三次風(fēng)溫，輸出變量為分解爐溫度。模型的求解歸結(jié)為一類非線性有約束問題，提出了序列二次規(guī)劃(SQP)方法進行模型參數(shù)估計。最終建立了基于多步預(yù)報誤差準則的分解爐溫度過程ARX模型。并對模型進行實驗驗證分析，結(jié)果表明了非負絞

4、殺正則化方法的快速性和有效性，以及基于多步預(yù)報誤差準則的分解爐溫度過程ARX模型相對于基于單步預(yù)報誤差準則的ARX模型具有良好的多步預(yù)報性能。
　　2)針對于一類非線性過程，提出了基于多步預(yù)報誤差準則的Hammerstein模型。但是Hammerstein模型靜態(tài)非線性環(huán)節(jié)通常具有計算復(fù)雜、參數(shù)量大等問題，提出了極限學(xué)習(xí)機方法作為非線性函數(shù)，簡化了非線性函數(shù)的參數(shù)量。通過提出的非負絞殺正則化多步預(yù)報誤差辨識準則，將模型參數(shù)估計與模