摘要: 在钢铁企业中，焦炉集气管压力是炼焦生产过程中重要的工艺技术指标，焦炉集气管压力的稳定是焦炉正常生产的重要保证，集气管压力过高或者过低都会影响焦炭质量和焦炉寿命并造成环境污染，因此保证集气管的压力的稳定对于钢铁工业生产有着十分重要的... 展开 在钢铁企业中，焦炉集气管压力是炼焦生产过程中重要的工艺技术指标，焦炉集气管压力的稳定是焦炉正常生产的重要保证，集气管压力过高或者过低都会影响焦炭质量和焦炉寿命并造成环境污染，因此保证集气管的压力的稳定对于钢铁工业生产有着十分重要的意义，是提高焦炭产量与质量、延长焦炉炉体寿命、节约能源、减少环境污染的重要技术措施。 在焦炉生产过程中，存在着多种直接、间接的干扰因素影响集气管压力的稳定。如炭化室的操作和加热的变化等都将影响焦炉的出炉煤气量，产生对集气管压力的直接扰动。而鼓风机前吸力的变化，外送压力等的变化造成对集气管压力的间接扰动。在多座焦炉集气管并联系统中，各集气管间又存在着复杂的耦合关系。因此，焦炉集气管压力控制系统是一个具有强干扰、严重耦合、高度非线性且时变的复杂多变量系统。针对在实际中难以建立系统精确数学模型的问题，本文采用了以模糊控制为核心，模糊控制、PID控制与解耦控制相结合的智能控制方法来实现对集气管压力的控制。 本文以中冶焦耐自动化系统有限公司所委托开发的“焦炉集气管压力优化控制软件”项目为背景，以生产线实际设备、数据为研究对象。通过了解焦炉生产工艺，研究国内外相关文献，对集气管压力控制问题进行了深入分析。 本文首先综合考虑焦炉集气管压力系统的物理、工艺特点，针对单集气管的运行特性，研究了单回路模糊控制算法。 其次，设计了模糊PID控制器，通过模糊推理确定控制蝶阀的PID修正参数，既保留了PID控制的稳定性与鲁棒性，又引入了模糊控制动态特性快、智能性强的优点。 在对多焦炉集气管进行不对称特性与耦合关系分析的基础上，本文采用模糊解耦控制方法，设计了多座焦炉集气管压力的智能解耦控制算法。通过构造修正增量，对生产现场两座焦炉的四个集气管所组成的压力系统进行组内、组间的解耦补偿，消除相互影响，保证系统压力稳定在给定范围内。 最后，利用MATLAB软件，建立了焦炉集气管压力系统及其控制系统的仿真模型，对所研究的模糊算法、模糊PID控制算法、模糊解耦控制算法进行仿真分析。通过与传统PID控制的曲线比较，验证出所设计的方法提高了系统的动态响应和稳态性能，有效地减小了压力的波动，具有合理性和有效性。 收起