CN110639684A - 一种半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，属于自动控制技术领域，包括从集散控制系统中获取操纵变量和系统的被控变量；建立操纵变量和被控变量之间的函数关系，得到操纵变量和被控变量之间的线性组合矩阵；根据预先构建的被控变量计算模型，计算下一步的被控变量值；将下一步的被控变量值发送给所述集散控制系统，以使所述集散控制系统根据所述下一步的被控变量值实现对所述半终水泥粉磨系统的被控变量的调整。

Description

一种半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法。

背景技术

辊压机半终粉磨系统是水泥粉磨系统中常用的一种工艺配置，相对于常规的辊压机联合粉磨系统，具有产量更高，节电效果更好等优势。

现有的生产控制方法一般是：操作员基于DCS系统中小仓仓位、磨头负压、磨机电流以及化验室定时的人工取样化验结果，来手动调节系统总喂料量、磨尾收尘风机转速、V选-选粉机阀门、循环系统风阀以及选粉机转速和循环风机转速，以保证在水泥成品质量合格的情况下，辊压机和球磨机的产能能够充分发挥，达到系统产能最高，单产水泥电耗最低的目标。具体的操作方式如下：

(1)中控操作员根据辊压机小仓的仓位高低，调整总喂料量，保证小仓仓位相对稳定；

(2)根据化验室一个小时一次的人工取样化验结果，手动调整选粉机转速，控制水泥成品比表面积；

(3)根据磨头负压大小，手动调整磨尾收尘风机转速，保证磨头微负压、不会冒灰的情况下，磨内流速尽量低、物料有充分的粉磨时间；

(4)手动调节V选-选粉机阀门和循环系统风阀，控制辊压机系统到球磨机系统的风量、风速，进而控制入球磨机的物料量，优化磨内负荷，保证磨机做功，避免发生满磨或空磨等磨机能力浪费的情况；

(5)手动调节循环风机转速，保证系统中的风量大小，为选粉机的分选提供足够的风量的同时，控制整个粉磨系统的产能。

上述现行方法存在的主要问题在于：一是，根据物料易磨性的差异，系统产量存在波动，导致小仓出料量随之波动，中控操作员只有在小仓仓位有明显变化的时候才会调整小仓进料，大幅度小频率的小仓进料的手动调整，无法做到对小仓仓位的稳定控制，无法保证低仓位运行时，操作不及时的空仓顾虑，也无法保证入辊压机物料颗粒分布的稳定性，进而无法保证辊压机的高效稳定的运行。二是，人工调节方式无法做到对系统的实时调整，工艺参数的波动较大，稳定性无法保证。而操作人员在工艺参数波动的同时，要保证水泥成品质量的合格，必然会将水泥磨的更细，水泥的比表面积更高，导致无法做到卡边优化，造成系统产能浪费。三是，操作员手工调节方式，由于不同的操作员有不同的操作习惯和调整方式，系统的操作一致性无法保证。同时操作员是基于当前的系统参数进行调整，大多依靠各自的操作经验，在调整频率偏低的情况下，对调整幅度没有一个科学合理的计算方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术部分存在的问题，以实现半终水泥粉磨系统稳定运行的目的。

为实现以上目的，本发明采用一种半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，包括：

S1、从集散控制系统中获取被控变量和操纵变量；

S2、建立被控变量和操纵变量之间的函数关系，得到被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵；

S3、根据预先构建的被控变量计算模型，计算下一步的被控变量，该预先构建的被控变量计算模型为：

其中：u_t为下一步的被控变量，u_t-1为上一步的被控变量，W为柔化跟踪轨迹矩阵，H为被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵，G₂为模型参数系数矩阵，λ为控制加权系数，γ为阶梯因子，NU为控制步长，T为转置符号；

S4、将所述下一步的被控变量发送给所述集散控制系统，以使所述集散控制系统根据所述下一步的被控变量实现对所述半终水泥粉磨系统中被控变量的调整。

进一步地，所述被控变量和操纵变量为三组，分别为总喂料量和小仓仓重、选粉机转速和成品比表面积以及磨尾收尘风机转速和磨头负压。

进一步地，所述建立被控变量和操纵变量之间的函数关系，得到被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵，包括：

建立所述被控变量和操纵变量之间的函数关系式为：A(q^-1)y_t＝B(q^-1)u_t-d+ξ_t/Δ，其中，A(q^-1)＝a₀+a₁q^-1…a_nαq^-1；B(q^-1)＝b₀+b₁q^-1…b_nbq^-1，y_t为t时刻的操纵变量，u_t表示t时刻的被控变量，{ξ_t}是零均值方差有界不相关的随机噪声序列，d是系统最小纯延时步数，Δ是差分因子，Δ＝1-q^-1，q^-1为向后平移因子；

将获取的所述操纵变量和被控变量代入所述被控变量和操纵变量之间的函数关系式，辨识系数A(q^-1)和B(q^-1)，从而得到操纵变量和被控变量之间的线性组合矩阵。

进一步地，还包括：

循环执行上述步骤S1-S4，实现对所述半终水泥粉磨系统被控变量的动态实调整。

进一步地，在所述实现对所述半终水泥粉磨系统被控变量的动态实调整之后，还包括：

利用专家优化算法对球磨机的工况及所述半终水泥粉磨系统的产量进行优化控制。

进一步地，所述利用专家优化算法对球磨机的工况进行优化控制，包括：

设置所述球磨机评价参数MP，该球磨机评价参数MP的取值为-1、0或+1；

在所述球磨机评价参数MP取值为-1时，增大V选-选粉机风阀的开度；

在所述球磨机评价参数MP取值为+1时，减小V选-选粉机风阀的开度。

进一步地，所述利用专家优化算法对所述半终水泥粉磨系统的产量进行优化控制，包括：

在所述球磨机评价参数MP取值为-1且所述V选-选粉机风阀的开度小于预设的第一开度阈值时，增大循环风机的频率；

在所述球磨机评价参数MP取值为+1或0，且所述V选-选粉机风阀的开度大于预设的第二开度阈值时，减小循环风机的频率；

在所述球磨机评价参数MP取值为+1或0，且所述V选-选粉机风阀的开度大于预设的第三开度阈值时，减小循环风机的频率，其中第三开度阈值大于第二开度阈值。

进一步地，所述球磨机评价参数MP设置的影响参数包括所述球磨机的电流和磨尾循环提升机的电流；

根据所述球磨机的电流设置所述球磨机评价参数MP，包括：

其中，

表示所述球磨机电流在t₁时间内的平均电流，I₁表示预设的第一电流阈值，表示所述球磨机电流在t₂时间内的平均电流，I₂表示预设的第二电流阈值。

进一步地，根据所述球磨机的电流设置所述球磨机评价参数MP，还包括：

所述球磨机电流以设定的第一速率升高时，所述球磨机评价参数MP＝MP-1；

所述球磨机电流以设定的第二速率降低时，所述球磨机评价参数MP＝MP+1；

若所述MP＝MP-1的取值大于1，则MP＝1，若所述MP＝MP-1的取值小于1，则MP＝-1；

若所述MP＝MP+1的取值大于1，则MP＝1，若所述MP＝MP+1的取值小于1，则MP＝-1。

进一步地，根据所述磨尾循环提升机的电流设置所述球磨机评价参数MP，包括：

其中，表示所述磨尾循环提升机在时间t₃内的平均电流，

表示所述磨尾循环提升机在时间t₄内的平均电流，I₃表示预设的第三电流阈值，I₄表示预设的第四电流阈值，S_x表示磨尾循环提升机的电流变化速率。

进一步地，还包括：

在线检测时间t₅内的水泥粉末的比表面积，若在线检测的比表面积与化验室检测的比表面积之差大于某一限值，则保持循环风机频率不变；

在检测到时间t₆内，选粉机的平均转速高于某一设定转速值时，则保持循环风机频率不变。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明将先进过程控制算法应用到半终水泥粉磨系统中，通过对工艺控制系统的建模，结合在线粒度分析仪的实时水泥成品质量的检查结果，运用模型预测控制算法，根据操纵变量对系统的被控变量进行实时在线调节。本方案将生产控制的调整从低频率大幅度转变为高频率小幅度，可稳定关键工艺参数，提高系统运行及产品质量的稳定性。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：

图1是一种半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法的流程示意图；

图2是半终粉磨的工艺流流程示意图；

图3是另一种半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法的流程示意图；

图4是人工调整方式下的系统给料量与仓位波动曲线示意图；

图5是自动调整方式下的系统给料量与仓位波动曲线示意图；

图6是自动调增和人工调整时的V选-选粉机风阀调整频率曲线对比示意图。

具体实施方式

为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。

首先需要说明的是，半终粉磨工艺流程如图2所示，熟料及混合材经配料系统输送至辊压机料饼提升机，然后送入V型分级机(V选)内分散和分级，细粉随气流进入选粉机内再次分级，V选粗料经管道除铁器后进入称重仓，选粉机粗粉进入球磨机进行研磨。

称重仓内物料卸入辊压机内粉碎，挤压后的料饼经辊压机料饼提升机送入V选内分散和分级，细粉与之前选出的未经辊压机挤压的细粉一起随气流进入选粉机内再次分级。

进入球磨机的物料研磨后经磨尾斜槽送入水泥磨系统循环提升机，再经斜槽送入上述选粉机内进行分级，分选后的粗粉进入球磨机进行再次研磨，分选后的细粉与上述同辊压机系统分选好的细粉一同随气流进入收尘器内收集，收集的细粉即为水泥成品，由斜槽输送至水泥储库。收尘器处理后的气流经循环风机，一部分作为循环用风送入V选，另一部分放风排入大气。

磨内通风和收尘由磨尾收尘器及磨尾收尘风机负责，磨尾收尘器收集的细粉也作为水泥成品与大收尘器收集的细粉一并送入成品斜槽。

由于半终粉磨系统中根据辊压机小仓的仓位高低，调整系统总喂料量，来保证小仓仓位的相对稳定。因此，本实施例通过将先进过程控制算法应用到半终水泥粉磨系统中，建立小仓仓重和总喂料量之间的函数关系，根据小仓仓重和总喂料量之间的关系，对下一步应投用的总喂料量进行动态调整，实现对总喂料量的高频率小幅度的调整，提高系统运行及产品质量的稳定性。如图1所示，本实施例公开了一种半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，包括如下步骤S1-S4：

S1、从集散控制系统中获取被控变量和操纵变量；

S2、建立被控变量和操纵变量之间的函数关系，得到被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵；

S3、根据预先构建的被控变量计算模型，计算下一步的被控变量，该预先构建的被控变量计算模型为：

其中：u_t为下一步的被控变量，u_t-1为上一步的被控变量，W为柔化跟踪轨迹矩阵，H为被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵，G₂为模型参数系数矩阵，λ为控制加权系数，γ为阶梯因子，NU为控制步长，T为转置符号；

S4、将所述下一步的被控变量发送给所述集散控制系统，以使所述集散控制系统根据所述下一步的被控变量实现对所述半终水泥粉磨系统中被控变量的调整。

其中，所述被控变量和操纵变量为三组，分别为总喂料量和小仓仓重、选粉机转速和成品比表面积以及磨尾收尘风机转速和磨头负压。在本实施例中，先进过程控制服务器通过OPC通讯的方式，实现对集散控制系统DCS中工艺过程参数的读写。在实际应用中，使用设置在成品斜槽上的在线粒度分析仪对水泥成品进行实时取样，并检测成品比表面积，同时从变频器实时读取选粉机转速、磨尾收尘风机转速，从DCS系统中读取小仓仓重、总喂料量和磨头负压。

下面以小仓仓重和系统的总喂料量为例对半终水泥粉磨系统的协调优化控制过程进行说明如下：

S1、从集散控制系统中获取小仓仓重和系统的总喂料量；

S2、建立小仓仓重和总喂料量之间的函数关系，得到小仓仓重和总喂料量之间的线性组合矩阵；

S3、根据预先构建的总喂料量计算模型，计算下一步应投用的总喂料量，该预先构建的总喂料量计算模型为：

其中：u_t为下一步应投用的总喂料量，u_t-1为上一步已投用的总喂料量，W为柔化跟踪轨迹矩阵，H为小仓仓重与总喂料量的线性组合矩阵，G₂为模型参数系数矩阵，λ为控制加权系数，γ为阶梯因子，NU为控制步长，T为转置符号；

S4、将所述下一步应投用的总喂料量发送给所述集散控制系统，以使所述集散控制系统根据所述下一步应投用的总喂料量控制配料秤的变频器，实现对所述半终水泥粉磨系统的总喂料量的调整。

需要说明的是，如图4-图5所示，传统的人工调整过程，由于操作员无法感知到仓重的细微变化，只能在仓重发生明显变化时，才会对喂料量进行调整，喂料量调整的幅度也很大。而本实施例中自动控制系统的目标值来源于采样的数据，精确度很高，任何细微的变化都能够感知，因此可进行高频度调整，从而减小了每次调整的幅度。

进一步地，上述步骤S2：建立小仓仓重和总喂料量之间的函数关系，得到小仓仓重和总喂料量之间的线性组合矩阵，线性组合矩阵具体通过丢番(Diophantine)方程递推求解得到，包括如下细分步骤S21-S22：

S21、建立所述小仓仓重和总喂料量之间的函数关系式为：A(q^-1)y_t＝B(q^-1)u_t-d+ξ_t/Δ，其中，

y_t为t时刻的小仓仓重，u_t-d表示t-d时刻的总喂料量，{ξ_t}是零均值方差有界不相关的随机噪声序列，d是系统最小纯延时步数，Δ是差分因子，Δ＝1-q^-1，q^-1为向后平移因子，deg A(q^-1)＝n_a，deg B(q^-1)＝n_b；

S22、将获取的所述小仓仓重和总喂料量代入所述小仓仓重和总喂料量之间的函数关系式，辨识系数A(q^-1)和B(q^-1)，从而得到小仓仓重和总喂料量之间的线性组合矩阵。

进一步地，如图3所示，在上述实施例公开内容的基础上还包括：

S5、循环执行上述步骤S1-S4，实现对所述半终水泥粉磨系统总喂料量的动态实调整。

本实施例运用模型预测控制算法对小仓仓位进行实时在线调节，并基于调节的小仓仓位，利用构建的总喂料量计算模型，得到下一步系统应投用的总喂料量，通过高频率小幅度的动态实时调整，实现半终粉磨系统稳定、提产、降耗的目的。

而且，产品质量的稳定，同时还带来了成品水泥28天强度标准偏差的减小，进而可以优化原料配比、降低熟料掺量，为企业节约生产成本的同时，也降低了碳排放；控制系统的投入能够提高生产控制的一致性、降低操作人员的工作强度，使得操作员从重复性的生产操作中解放出来，使得一个操作员可以进行多套粉磨系统的生产控制，为企业节省人力成本。

需要说明的是，根据选粉机转速和成品比表面积对半终水泥粉磨系统的协调优化控制以及根据磨尾收尘风机转速和磨头负压对半终水泥粉磨系统的协调优化控制与小仓仓重和系统的总喂料量的控制原理类似，指示从控制量和被控量上来说，是不同的，被控量是比表、仓位、磨头负压，对应的控制量是选粉机转速、总喂料量、磨尾收尘风机转速，该处不再赘述。

进一步地，在上述实施例的基础上，本实施例通过专家优化算法实现对球磨机的工况及所述半终水泥粉磨系统的产量进行优化控制。通过优化控制，使系统避免了过度粉磨，使有限的粉磨能力能够用于更多的产品生产中，使系统的产量得到提高。具体如下：

(1)利用专家优化算法对球磨机的工况进行优化控制，包括：

设置所述球磨机评价参数MP，该球磨机评价参数MP的取值为-1、0或+1；

在所述球磨机评价参数MP取值为-1时，增大V选-选粉机风阀的开度；

在所述球磨机评价参数MP取值为+1时，减小V选-选粉机风阀的开度。

特别地，在所述球磨机评价参数MP取值为0时，对V选-选粉机风阀保持原有的开度大小。

需要说明的是，V选-选粉机风阀的开度控制可为：Mp＝1时，关小V选-选粉机风阀一定幅值(5％)；Mp＝-1时，开大V选-选粉机风阀一定幅值(5％)。

优选地，V选-选粉机风阀开度的最大值应低于最大允许值；V选-选粉机风阀开度的最小值应高于最小允许值。本实施例中的最大允许值和最小允许值可取值为35％和5％。

特别地，本实施例中的V选-选粉机风阀开度调整幅值、最大允许值、最小允许值等均是针对某一项目现场的具体工艺配置，经过现场测试得到的，在其他现场不能直接使用。

需要说明的是，如图6所示，图6右部分为人工操作调整曲线图，图6左部分曲线物为本实施例中的自动操作能够根据系统的微小波动进行频繁调整，使得系统更加稳定。尤其是夜班，操作员难免打盹，自动操作能够将操作员从重复的劳动中解脱出来。并将优秀操作员的经验写到程序中，使得系统运行更加合理。而且由于V选-选粉机风阀是蝶阀，开度超过一定幅值，基本上再开大，对风量的影响就很小了，因此设置最大允许值。而最小允许值是根据现场情况设置，避免出现阀门关到0之后出现卡死。

(2)利用专家优化算法对所述半终水泥粉磨系统的产量进行优化控制，包括：

在所述球磨机评价参数MP取值为-1且所述V选-选粉机风阀的开度小于预设的第一开度阈值时，增大循环风机的频率；

在所述球磨机评价参数MP取值为+1或0，且所述V选-选粉机风阀的开度大于预设的第二开度阈值时，减小循环风机的频率；

在所述球磨机评价参数MP取值为+1或0，且所述V选-选粉机风阀的开度大于预设的第三开度阈值时，减小循环风机的频率，其中第三开度阈值大于第二开度阈值。

具体地，Mp＝-1，且V选-选粉机风阀的开度小于第一开度阈值(7％)时，循环风机频率增加0.25Hz；Mp＝0或1，且V选-选粉机风阀的开度给定大于第二开度阈值(10％)时，循环风机减小0.25Hz；Mp＝0或1，且V选-选粉机风阀的开度给定大于第三开度阈值(12％)时，循环风机减小0.5Hz。

需要说明的是，V选-选粉机风阀的开度处于第二开度预阈值和第三开度阈值之间时，循环风机减小0.25Hz。

特别地，本实施例中的第一开度阈值、第二开度阈值、第三开度阈值、循环风机增大和减小的频率等均是针对某一项目现场的具体工艺配置，经过现场测试得到的，在其他现场不能直接使用。

进一步地，所述球磨机评价参数MP设置的影响参数包括所述球磨机的电流和磨尾循环提升机的电流；

根据所述球磨机的电流设置所述球磨机评价参数MP，包括：

其中，表示所述球磨机电流在t₁时间内的平均电流，I₁表示预设的第一电流阈值，表示所述球磨机电流在t₂时间内的平均电流，I₂表示预设的第二电流阈值。

具体地，t₁时间可取值为4分钟，第一电流阈值I₁的取值为186安培；t₂时间可取值为4分钟，第二电流阈值I₂的取值为189安培。

进一步地，根据所述球磨机的电流设置所述球磨机评价参数MP时，MP取值范围为-1,0,1，若计算结果是这三个数，则以计算结果为准；若计算结果大于1，则取1；若计算结果小于-1，则取-1，具体如下：

所述球磨机电流以设定的第一速率升高时，所述球磨机评价参数MP＝MP-1；

所述球磨机电流以设定的第二速率降低时，所述球磨机评价参数MP＝MP+1；

若所述MP＝MP-1的取值大于1，则MP＝1，若所述MP＝MP-1的取值小于1，则MP＝-1；

若所述MP＝MP+1的取值大于1，则MP＝1，若所述MP＝MP+1的取值小于1，则MP＝-1。

需要说明的是，本实施例中的第一速率和第二速率均可为4分钟内升高0.5安培。

进一步地，根据所述磨尾循环提升机的电流设置所述球磨机评价参数MP，包括：

其中，

表示所述磨尾循环提升机在时间t₃内的平均电流，

表示所述磨尾循环提升机在时间t₄内的平均电流，I₃表示预设的第三电流阈值，I₄表示预设的第四电流阈值，S_x表示磨尾循环提升机的电流变化速率。

特别地，MP是一个参数，其取值是经过了磨机状况评价、磨尾循环提升机状况修正两步确定的，经过磨机状况评价，MP就可能取值-1,0,1。

具体地，t₃时间可取值为10分钟，第三电流阈值I₃的取值为145安培；t₄时间可取值为10分钟，第四电流阈值I₄的取值为125安培，S_x增大是指且磨尾循环提升机电流以较快速率变高(10分钟内升高0.6安培)。

进一步地，还包括：

在线检测时间t5内的水泥粉末的比表面积，该比表面积与化验室检测值之差大于某一限值，则保持循环风机频率不开大，这里指的是频率保持不变；

在检测到时间t₆内，选粉机的平均转速高于某一设定转速值时，则保持循环风机频率不变。

特别地，本实施例中设定的转速值是操作员常规的操作的转速最大值，是将操作员的操作经验写到程序中，针对其他现场，由于工艺流程和设备选型的不同，转速值的确定也需要根据其他现场的实际情况进行选取。

特别地，本实施例中的t₁、t₂、t₃、t₄、t₅、t₆的取值，第一电流阈值、第二电流阈值、第三电流阈值以及第四电流阈值的取值，第一速率和第二速率的取值以及S_x的取值等均是针对某一项目现场的具体工艺配置，经过现场测试得到的，在其他现场不能直接使用。但是针对同类型的水泥粉磨系统，该专家控制方案具有普适性和可推广性。

特别需要说明的是，本案例给出的是控制方法中，具体的参数只适用于特定现场，其他现场的参数设置需要根据现场调试确定。而且如表1所示，现场经过人工操作和自动操作分别24小时的标定，自动操作较人工操作，系统波动更小、产量更高、电耗更低、质量更加稳定、操作员劳动强度得到了大大降低。下表是对操作次数的统计。

表1

需要说明的是，本实施例通过采用专家优化算法进行卡边优化，使系统避免了过度粉磨；有限的粉磨能力能够用于更多的产品生产中，使系统产量得到提高；磨内流速的降低和磨机工况的优化也使得球磨机和辊压机都能够发挥出最大的功效，进一步提高了系统的产量；同时过度粉磨的减少以及系统产量的增加，使得单位产品电耗降低，达到节约用电、降低CO2排放的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，包括：

S1、从集散控制系统中获取被控变量和操纵变量；

S2、建立被控变量和操纵变量之间的函数关系，得到被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵；

S3、根据预先构建的被控变量计算模型，计算下一步的被控变量，该预先构建的被控变量计算模型为：

其中：u_t为下一步的被控变量，u_t-1为上一步的被控变量，W为柔化跟踪轨迹矩阵，H为被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵，G₂为模型参数系数矩阵，λ为控制加权系数，γ为阶梯因子，NU为控制步长，T为转置符号；

S4、将所述下一步的被控变量发送给所述集散控制系统，以使所述集散控制系统根据所述下一步的被控变量实现对所述半终水泥粉磨系统中被控变量的调整。

2.如权利要求1所述的半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，所述被控变量和操纵变量为三组，分别为总喂料量和小仓仓重、选粉机转速和成品比表面积以及磨尾收尘风机转速和磨头负压。

3.如权利要求2所述的半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，所述建立被控变量和操纵变量之间的函数关系，得到被控变量和操纵变量之间的线性组合矩阵，包括：

建立所述被控变量和操纵变量之间的函数关系式为：A(q^-1)y_t＝B(q^-1)u_t-d+ξ_t/Δ，其中，A(q^-1)＝a₀+a₁q^-1…a_nαq^-1；B(q^-1)＝b₀+b₁q^-1…b_nbq^-1，y_t为t时刻的操纵变量，u_t表示t时刻的被控变量，{ξ_t}是零均值方差有界不相关的随机噪声序列，d是系统最小纯延时步数，Δ是差分因子，Δ＝1-q^-1，q^-1为向后平移因子；

将获取的所述操纵变量和被控变量代入所述被控变量和操纵变量之间的函数关系式，辨识系数A(q^-1)和B(q^-1)，从而得到操纵变量和被控变量之间的线性组合矩阵。

4.如权利要求3所述的半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，在所述实现对所述半终水泥粉磨系统被控变量的动态实调整之后，还包括：

利用专家优化算法对球磨机的工况及所述半终水泥粉磨系统的产量进行优化控制。

5.如权利要求4所述的半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，所述利用专家优化算法对球磨机的工况进行优化控制，包括：

设置所述球磨机评价参数MP，该球磨机评价参数MP的取值为-1、0或+1；

在所述球磨机评价参数MP取值为-1时，增大V选-选粉机风阀的开度；

在所述球磨机评价参数MP取值为+1时，减小V选-选粉机风阀的开度。

6.如权利要求5所述的半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，所述利用专家优化算法对所述半终水泥粉磨系统的产量进行优化控制，包括：

在所述球磨机评价参数MP取值为-1且所述V选-选粉机风阀的开度小于预设的第一开度阈值时，增大循环风机的频率；

在所述球磨机评价参数MP取值为+1或0，且所述V选-选粉机风阀的开度大于预设的第二开度阈值时，减小循环风机的频率；

在所述球磨机评价参数MP取值为+1或0，且所述V选-选粉机风阀的开度大于预设的第三开度阈值时，减小循环风机的频率，其中第三开度阈值大于第二开度阈值。

7.如权利要求5或6所述的半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，所述球磨机评价参数MP设置的影响参数包括所述球磨机的电流和磨尾循环提升机的电流；

根据所述球磨机的电流设置所述球磨机评价参数MP，包括：

其中，

表示所述球磨机电流在t₁时间内的平均电流，I₁表示预设的第一电流阈值，

表示所述球磨机电流在t₂时间内的平均电流，I₂表示预设的第二电流阈值。

8.如权利要求7所述的半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，根据所述球磨机的电流设置所述球磨机评价参数MP，还包括：

所述球磨机电流以设定的第一速率升高时，所述球磨机评价参数MP＝MP-1；

所述球磨机电流以设定的第二速率降低时，所述球磨机评价参数MP＝MP+1；

若所述MP＝MP-1的取值大于1，则MP＝1，若所述MP＝MP-1的取值小于1，则MP＝-1；

若所述MP＝MP+1的取值大于1，则MP＝1，若所述MP＝MP+1的取值小于1，则MP＝-1。

9.如权利要求7所述的半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，根据所述磨尾循环提升机的电流设置所述球磨机评价参数MP，包括：

其中，

表示所述磨尾循环提升机在时间t₃内的平均电流，

表示所述磨尾循环提升机在时间t₄内的平均电流，I₃表示预设的第三电流阈值，I₄表示预设的第四电流阈值，S_x表示磨尾循环提升机的电流变化速率。

10.如权利要求4所述的半终水泥粉磨系统的协调优化控制方法，其特征在于，还包括：

在线检测时间t₅内的水泥粉末的比表面积，若在线检测的比表面积与化验室检测的比表面积之差大于某一限值，则保持循环风机频率不变；

在检测到时间t₆内，选粉机的平均转速高于某一设定转速值时，则保持循环风机频率不变。

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