基于小波方法的烧结终点模型研究与设计

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烧结过程是高炉炼铁最重要的环节之一,在当今富矿日益贫乏的情况下,烧结矿已成为高炉炼铁的主要原料。烧结矿质量的好坏,直接影响到钢铁生产的质量、产量以及能耗。烧结过程存在着滞后性、非线性、强耦合性等特点,难以建立精确的数学模型,关于烧结过程的控制,往往还离不开工人根据经验对烧结过程结束位置的判断。烧结结束位置即烧结终点,是烧结过程的重要参数,直接决定了烧结矿质量的好坏。通常情况采用风箱废气温度达到最大值作为烧结终点的位置。影响烧结终点的因素很多,在实际控制中,一方面,必须确定需要检测的参数,选择合适的仪器仪表以及构建PLC控制系统;另一方面,也要进一步分析烧结过程,开发新的模拟方式,对控制算法等加以研究,并付诸实践,以提高控制水平。  本文在分析了烧结工艺的基础上,对烧结系统仪器仪表选型以及PLC以及上位机的软硬件结构、网络通信等进行了分析设计。随后,引入小波的多尺度分析,提出了多尺度小波毕竟方法,对烧结终点的计算方式进行了改进,通过对比,确定出一种更合适的逼近方法来逼近烧结风箱废气温度曲线,以提高对烧结终点的计算精度。本文基于所得到的风箱废气温度曲线,并采用基于小波分析的时间序列预测,建立了烧结机的简易模型,该模型能够模拟较稳定状态下的烧结机运行情况,这对于烧结过程的仿真分析,迈出了重要的一步。  最后,本文采用智能控制算法,建立“前馈-反馈”模糊控制系统,并在前馈预测控制中建立了基于ANFIS的烧结终点预测模型,不仅提高了烧结终点的预测精度,也更好的实现了对被控对象的控制。通过仿真实验,证明了该控制算法的有效性和实用性。
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