CN110108123A - 一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统 - Google Patents

一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统 Download PDF

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CN110108123A CN201910275328.7A CN201910275328A CN110108123A CN 110108123 A CN110108123 A CN 110108123A CN 201910275328 A CN201910275328 A CN 201910275328A CN 110108123 A CN110108123 A CN 110108123A
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Abstract

本发明提供了一种窑炉温度‑压力解耦控制方法、装置、设备及系统,涉及工程控制技术领域,该方法包括如下步骤:接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c);其中,零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端;对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦;获取解耦后的温度控制量T(c)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。本发明通过采取部分解耦措施,使零压面位于预热带末端,大幅减小了窑内温度波动,提高了炉窑体烧成带温度和压力的控制精度,保证了产品的质量。

Description

一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统
技术领域
本发明涉及工程控制技术领域,具体而言,涉及一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统。
背景技术
随着建筑工业技术的发展,人们对陶瓷窑炉生产效率和控制方法提出了更高要求,在窑炉燃烧器、窑炉自动控制、耐火材料和窑炉防污防噪等领域提出了更新要求。传统窑炉控制方式为:对烧成带温度采用PID控制策略来控制燃气流量;对气氛控制采用比例控制,空燃比不做调整,始终为定值;在压力控制上对排烟风机做单闭环控制。这些对多变量的控制方式没有考虑变量系统间的耦合关系,且控制策略较为单一,难以满足高性能陶瓷生产线对生产工艺的要求。
在对辊道窑压力进行控制时要满足生产工艺,即辊道窑窑头为负压,辊道窑烧成段为微正压,这样烟气可在压差的作用下,由辊道窑烧成带末端流向窑头。如图2所示,根据辊道窑的压力曲线来看,在预热带负压和烧成带之间存在一个零压面,这个零压位于烧成带的开端。也就是说,保证零压面位于烧成带开端,即可实现对辊道窑压力曲线的控制,因而对辊道窑压力曲线的控制也可简化为对零压面的控制。对温度和压力的解耦控制,可简化为对零压面温度-压力的解耦控制。当不同控制回路间存在较强耦合时,系统不能简单地简化为多个单回路控制系统。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统,以改善现有技术中窑炉温度-压力多变量系统解耦的问题。
本发明实施例提供了一种窑炉温度-压力解耦控制方法,包括如下步骤:
接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c);其中,所述零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端;
对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦;
获取解耦后的温度控制量T(s)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。
优选的,所述对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦,具体包括:
通过前馈补偿解耦解除压力控制回路对温度控制回路的耦合作用;
将温度控制回路对压力控制回路之间的耦合作用做扰动处理,不进行解耦。
优选的,所述通过前馈补偿解耦解除压力控制回路对温度控制回路的耦合作用,包括如下步骤:
根据温度-压力耦合系统的传递函数获取相对增益和相对增益矩阵;
通过前馈补偿控制器对温度控制回路进行解耦。
优选的,所述温度-压力耦合系统的传递函数采用采用飞升曲线法进行求取。
优选的,所述根据温度-压力耦合系统的传递函数获取相对增益和相对增益矩阵,具体包括如下步骤:
选取窑炉烧成带相邻两段的传递函数矩阵G(s):
得到系统的静态放大矩阵为:
则系统的第一放大矩阵为:
得到系统的相对增益矩阵为:
则所述通过前馈补偿控制器对温度控制回路进行解耦,包括:
将系统的输入输出关系表示为:
YT(s)=GTT(s)UT(s)+GTP(s)UP(s)
YP(s)=GPT(s)UT(s)+GPP(s)UP(s)
则:
由此得到前馈补偿器为:
本发明实施例还提供了一种窑炉温度-压力解耦控制装置,包括:
接收单元,用于接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c);其中,所述零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端;
解耦处理单元,用于对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦;
输出控制单元,用于获取解耦后的温度控制量T(s)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。
本发明实施例还提供了一种窑炉温度-压力解耦控制设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现以下步骤如上所述的窑炉温度-压力解耦控制方法。
本发明实施例还提供了一种窑炉温度-压力解耦控制系统,其特征在于,包括如上所述的窑炉温度-压力解耦控制装置。
本发明所提供的窑炉温度-压力解耦控制方法、装置、设备及系统的有益效果:
(1)本发明提供的窑炉温度-压力解耦控制方法通过采取部分解耦措施,获取解耦后的温度控制量T(s)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出,使零压面位于预热带末端,烧嘴的燃烧空气供给量保持稳定,大幅减小了窑内温度波动,提高了烧成带压力和温度的控制精度,避免过烧或欠烧,显著降低制品不合格率。
(2)实现了烧嘴燃烧控制自动化,不需人工操作来控制烧嘴燃烧状态;
(3)准确调控供气管道内的燃烧空气压力,进一步有效地控制烧嘴的燃烧和窑内的温度,使窑内压力稳定,保证了产品的质量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的窑炉温度-压力解耦控制方法的流程示意图;
图2为本发明第一实施例中窑炉压力控制曲线;
图3为本发明第一实施例中温度和压力的耦合关系示意图;
图4为本发明第一实施例提供的窑炉温度-压力解耦控制方法解耦前后温度控制效果图;
图5为本发明第一实施例提供的窑炉温度-压力解耦控制方法解耦前后压力控制效果图;
图6为本发明第二实施例提供的窑炉温度-压力解耦控制装置的结构示意图;
图7为本发明第四实施例提供的窑炉温度-压力解耦控制系统的结构示意图。
图标:201-接收单元;202-解耦处理单元;203-输出控制单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示,本发明第一实施例提供了一种窑炉温度-压力解耦控制方法,由窑炉控制设备来执行,具体的,由窑炉控制设备中的一个或多个控制器或处理器来执行,包括如下步骤:
S101,接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c);其中,所述零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端。
在本实施例中,被控对象为辊道窑烧预热带和烧成带之间的零压面,被控参数分别为零压面处温度T(c)和压力P(c)。如图2所示,本发明针对陶瓷生产过程中的辊道窑生产线,共74节,其中预热带20节、烧成带26节和冷却带28节。现代辊道窑多为明焰辊道窑,采取集中排烟的方式。这样的排烟方式决定了辊道窑在运行时,通过排烟口会在窑头产生一个微负压,而在烧成带,随着煤气的燃烧,烧成带压力呈现出微正压的特点(辊道窑内的正压和负压指辊道窑内的压力和大气压之间的差值)。在对辊道窑压力进行控制时要满足生产工艺,即辊道窑窑头为负压,辊道窑烧成段为微正压,这样烟气可在压差的作用下,由辊道窑烧成带末端流向窑头。在窑头负压和烧成带正压之间存在一个零压,这个零压位于烧成带的开端第20节处,即预热带和烧成带的过渡位置,因而对辊道窑温度和压力的控制也可简化为对零压面的控制。陶瓷辊道窑压力控制的本质也是为了更好的控制窑内温度,并满足生产工艺要求。辊道窑具体节数以及不同节数下温度、压力和气氛的控制要求如表1所示。
表1不同节数下辊道窑温度、压力和气氛的控制要求
S102,对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦。
本实施例中,如图3所示,被控对象为辊道窑烧预热带和烧成带之间的零压面,被控参数分别为零压面处温度T(s)和压力P(s)。T(C)为零压面的温度给定,UT(s)为温度控制器DT(s)的输出,它控制调节阀开度,调节煤气流量,实现对零压面温度的控制。P(C)为零压面的压力给定,通过控制器Dp(s)来控制排烟风机转速,调节排风量,从而实现对零压面的压力控制。从图3中可看出,燃气流量的变化不仅会影响到零压面的温度控制,同时也会影响到该段的压力控制。同理,对于风机转速的变化,不仅会影响零压面压力的控制,同时也会影响到该段温度的控制,即这两个控制回路之间存在耦合。在窑炉自动控制领域,窑炉控制中温度场分布不均,变量间耦合和控制精度等是需要解决的难点问题,当不同控制回路间存在较强耦合时,系统不能简单地简化为多个单回路控制系统。
其中,所述对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦,具体包括:
通过前馈补偿解耦解除压力控制回路对温度控制回路的耦合作用;
将温度控制回路对压力控制回路之间的耦合作用做扰动处理,不进行解耦。
在本实施例中,在对不同控制回路间的耦合关系进行解耦时,可适当忽略一些弱的耦合关系,对不能忽略的容易导致系统不稳定的耦合采取相应的解耦措施。由于辊道窑温度控制系统属于大滞后系统,温度参数响应慢,而辊道窑内压力的响应速度快,故可对辊道窑温度压力间的耦合关系采取部分解耦措施。解除压力控制回路对温度控制回路的耦合关系,使温度控制回路按照单输入单输出回路设计控制系统。而压力的响应速度较快,可不考虑温度对压力的耦合关系,直接把温度对压力的耦合关系作为扰动处理,对压力控制回路的调节器的设计按照单输入单输出控制回路设计。陶瓷辊道窑的温度控制系统可采用闭环负反馈的方式通过控制燃气流量来控制窑内温度,而零压面间存在的温度和压力之间的耦合关系可以等效为不同控制回路间的相互干扰。通过设计解耦补偿和与原被控对象传递函数矩阵构成广义控制过程,令其成为对角线矩阵,对各独立回路用单变量控制器的设计方法,以去除不同回路间的耦合关系,从而提高控制系统的控制效果。
在第一实施例的基础上,在一个优选实施例中,所述通过前馈补偿解耦解除压力控制回路对温度控制回路的耦合作用,包括如下步骤:
根据温度-压力耦合系统的传递函数获取相对增益和相对增益矩阵;
通过前馈补偿控制器对温度控制回路进行解耦。
具体的,所述温度-压力耦合系统的传递函数采用采用飞升曲线法进行求取。
在本实施例中,飞升曲线能比较直观地反映对象的动态特性,可进行传递函数的直接拟合,本实施例采用一阶等效滞后环节表示温度-压力耦合系统的传递函数。具体的,在稳定工况下,通过对被控对象做阶跃扰动试验,通过记录仪或者数据采集系统记录被控对象的输入、输出试验曲线,待过程稳定后,获取飞升曲线,由所述飞升曲线确定所述一阶等效滞后环节的参数。优选的,为避免偶然性误差,可以选取不用的控制量进行多次测定。
需要说明的是,在本实施例中,对被控对象传递函数的求取有多种方法,如还可以使用理论建模法、现代辨识方法等,本发明不做具体限定。
其中,所述根据温度-压力耦合系统的传递函数获取相对增益和相对增益矩阵,具体包括如下步骤:
选取窑炉烧成带相邻两段的传递函数矩阵G(s):
得到系统的静态放大矩阵为:
则系统的第一放大矩阵为:
得到系统的相对增益矩阵为:
则所述通过前馈补偿控制器对温度控制回路进行解耦,包括:
将系统的输入输出关系表示为:
YT(s)=GTT(s)UT(s)+GTP(s)UP(s) (5)
YP(s)=GPT(s)UT(s)+GPP(s)UP(s) (6)
则:
由此得到前馈补偿器为:
在本实施例中,通过相对增益矩阵,可以看出零压面温度-压力之间存在耦合,通过设计前馈控制器,可以解除压力回路与温度回路之间的耦合关系;对于压力控制系统,由于压力的变化速度较快、易于控制,故不对压力控制回路进行解耦。
S103,获取解耦后的温度控制量T(s)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。
在本实施例中,根据生产工艺的要求,高炉阀门开度和排烟风机转速对辊道窑内的温度和压力加以控制。其中,辊道窑内的温度要保持在一条稳定的温度曲线上,才能确保产品质量,这需要通过调节电动调节阀的开度对燃气流量加以控制。当燃气流量发生变化的同时,助燃空气流量和排烟风机抽出的烟气量必然发生变化,即窑内压力发生变化,当窑内压力发生变化时,为了稳定压力,需要控制助燃风机和排烟风机调节窑内压力。
如图4、5为窑炉温度-压力解耦控制方法的解耦控制前后效果图,在控制过程中,当实际温度曲线与实验得到的曲线拟合度越吻合,那么就意味着温度控制效果越好,产出的产品越能达到预期目标。由图可以看出,通过采用部分解耦后,温度控制回路的超调减小,调节时间变短;而压力控制回路的调节时间变化不大。通过分析,可看出部分解耦的方式适用于零压面处温度和压力间的解耦控制,补偿结构具有设计简单的好处。
本发明提供的窑炉温度-压力解耦控制方法通过采取部分解耦措施,使零压面位于预热带末端,烧嘴的燃烧空气供给量保持稳定,大幅减小了窑内温度波动,提高了烧成带压力和温度的控制精度,使窑内压力稳定,保证了产品的质量。
如图6所示,本发明第二实施例提供了一种窑炉温度-压力解耦控制装置,包括:
接收单元201,用于接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c);其中,所述零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端;
解耦处理单元202,用于对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦;
输出控制单元203,用于获取解耦后的温度控制量T(s)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。
可选的,所述解耦处理单元202,具体包括:
温度回路解耦单元,用于通过前馈补偿解耦解除压力控制回路对温度控制回路的耦合作用;
压力回路控制单元,用于将温度控制回路对压力控制回路之间的耦合作用做扰动处理,不进行解耦。
可选的,所述温度回路解耦单元,包括:
相对增益获取单元,用于根据温度-压力耦合系统的传递函数获取相对增益和相对增益矩阵;
前馈补偿控制器设计单元,用于通过前馈补偿控制器对温度控制回路进行解耦。
可选的,所述温度-压力耦合系统的传递函数采用如下方式进行求取:
将温度-压力耦合系统的温度控制回路输入阶跃信号,令压力控制回路的控制信号为零,记录温度控制回路和压力控制回路的第一飞升曲线;
将温度-压力耦合系统压力控制回路输入阶跃信号,令温度控制回路的控制信号为零,记录压力控制回路和温度控制回路的第二飞升曲线;
采用一阶等效滞后环节表示温度-压力耦合系统的传递函数,由所述第一飞升曲线和第二飞升曲线确定所述一阶等效滞后环节的参数。
可选的,所述相对增益获取单元,具体包括:
选取窑炉烧成带相邻两段的传递函数矩阵G(s):
得到系统的静态放大矩阵为:
则系统的第一放大矩阵为:
得到系统的相对增益矩阵为:
则所述前馈补偿控制器设计单元,包括:
将系统的输入输出关系表示为:
YT(s)=GTT(S)UT(s)+GTP(s)UP(s)
YP(s)=GPT(s)UT(s)+GPP(s)UP(s)
则:
由此得到前馈补偿器为:
本发明第三实施例提供了一种窑炉温度-压力解耦控制设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现以下步骤如上所述的窑炉温度-压力解耦控制方法。
如图7所示,本发明第四实施例提供了一种窑炉温度-压力解耦控制系统,包括如上所述的窑炉温度-压力解耦控制装置。
在本实施例中,用压力传感器测定预热带与烧成带交界部位的窑内压,控制抽风机的转速,使测定压力达到预先设定的适宜压力。采用该设计控制系统,通过抽风管道进行窑内抽气,可抑制窑内烧成条件波动,使其常保持在适宜的烧成状态,从而防止因过烧或欠烧而产生不合格制品采用上述设计的隧道窑窑温控制系统,一是不仅烧嘴的燃烧空气供给量保持稳定,大幅减小窑内温度波动,而且即使电源电压因负荷而变动,风机转速也会自动变换,使烧嘴的燃烧空气供给量保持稳定,提高烧成质量,避免过烧或欠烧,显著降低制品不合格率;二是实现了烧嘴燃烧控制自动化,不需人工操作来控制烧嘴燃烧状态;三是准确测定供气管道内的燃烧空气压力,进一步有效地控制烧嘴的燃烧和窑内的温度。
可以理解,本发明第三实施例提供的窑炉温度-压力解耦控制设备可以为服务器、计算机等具备数据处理能力的设备。该设备还可包括更多或者更少的组件,或者具有不同的配置,各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
所述存储器、处理器相互之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器中存储有窑炉温度-压力解耦控制装置,所述窑炉温度-压力解耦控制装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器中的软件功能模块,所述处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块,如本发明实施例中的窑炉温度-压力解耦控制装置,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现本发明实施例中的窑炉温度-压力解耦控制方法。
其中,所述存储器可以是,但不限于,随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)等。其中,存储器用于存储程序,所述处理器在接收到执行指令后,执行所述程序。
所述处理器可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,NP)等。还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在本发明实施例所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,电子设备,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种窑炉温度-压力解耦控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c);其中,所述零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端;
对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦;
获取解耦后的温度控制量T(c)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。
2.根据权利要求1所述的窑炉温度-压力解耦控制方法,其特征在于,所述对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦,具体包括:
通过前馈补偿解耦解除压力控制回路对温度控制回路的耦合作用;
将温度控制回路对压力控制回路之间的耦合作用做扰动处理,不进行解耦。
3.根据权利要求2所述的窑炉温度-压力解耦控制方法,其特征在于,所述通过前馈补偿解耦解除压力控制回路对温度控制回路的耦合作用,包括如下步骤:
根据温度-压力耦合系统的传递函数获取相对增益和相对增益矩阵;
通过前馈补偿控制器对温度控制回路进行解耦。
4.根据权利要求3所述的窑炉温度-压力解耦控制方法,其特征在于,所述温度-压力耦合系统的传递函数采用飞升曲线法进行求取。
5.根据权利要求3所述的窑炉温度-压力解耦控制方法,其特征在于,所述根据温度-压力耦合系统的传递函数获取相对增益和相对增益矩阵,具体包括如下步骤:
选取窑炉烧成带相邻两段的传递函数矩阵G(s):
得到系统的静态放大矩阵为:
则系统的第一放大矩阵为:
得到系统的相对增益矩阵为:
则所述通过前馈补偿控制器对温度控制回路进行解耦,包括:
将系统的输入输出关系表示为:
YT(s)=GTT(s)UT(s)+GTP(s)UP(s)
YP(s)=GPT(s)UT(s)+GPP(s)UP(s)
则:
由此得到前馈补偿器为:
6.一种窑炉温度-压力解耦控制装置,其特征在于,包括:
接收单元,用于接收零压力面处的温度T(c)和压力P(c);其中,所述零压力面位于窑炉窑体烧成带的开端;
解耦处理单元,用于对窑炉的温度控制回路和压力控制回路进行部分解耦;
输出控制单元,用于获取解耦后的温度控制量T(c)和压力控制量P(s)并分别转化为高炉阀门开度和排烟风机转速输出。
7.一种窑炉温度-压力解耦控制设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现以下步骤如权利要求1-5任一项所述的窑炉温度-压力解耦控制方法。
8.一种窑炉温度-压力解耦控制系统,其特征在于,包括如权利要求6所述的窑炉温度-压力解耦控制装置。
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