热风炉是高炉炼铁生产最重要的热交换设备，它为高炉提供稳定的高温热风。它提供的热能约占炼铁耗热的1/4，设计和实现热风炉先进控制是提高热风炉燃烧效率、节能降耗的关键。目前国内热风炉的燃烧控制多采用手动调节，燃烧时好时坏，热风炉提供的热风温度较低。为了提高热风炉的自动化水平，改善控制品质，针对热风炉燃烧过程存在滞后、时变和非线性的特点，本文以某钢铁公司顶燃式热风炉为研究对象，设计实现了热风炉先进控制与优化策略，并成功应用。
本文的主要研究开发工作包括以下内容:
1、针对烟气温度升温过程存在滞后、时变和非线性等特点，采用升温速度校正，并运用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识时变的参数模型。设计实现了一种烟气升温速度-煤气流量串级控制方案，将GPC和PID分别作为串级控制回路中的主控制器和副控制器，很好地解决了热风炉燃烧速度的控制问题。
2、拱顶温度变化过程存在非线性、多变量和时变等特点，难以通过建立精确的数学模型寻找合适的空燃比，因而燃烧效率不高。针对这一问题，设计实现了一套燃烧优化系统，采用BP神经网络建立空燃比等变量与拱顶温度之间关系的数学模型，运用遗传算法进行极值寻优，找到最佳空燃比，提高了热风炉燃烧效率。
3、将现场原有控制系统进行升级改造以提高自动化水平，构建了热风炉先进控制平台，设计了先进控制软件，整定了各回路参数，将研究设计的热风炉先进控制与优化策略投入实际应用，提高了热风炉的风温，优化了热风炉燃烧效率，提升了热风炉控制的自动化水平。
- 作 者：
- 高述超
- 学科专业：
- 控制理论与控制工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 中国科学技术大学
- 导师姓名：
- 薛美盛
- 学位年度：
- 2018
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
