[發(fā)明專利]基于變論域模糊規(guī)則迭代學(xué)習(xí)的玻璃窯爐空燃比調(diào)整方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611104943.4
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106527141B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉民;崔興華;董明宇;張龍;張亞斌;劉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);青島清能合創(chuàng)智能科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

本發(fā)明涉及一種基于變論域模糊規(guī)則迭代學(xué)習(xí)的玻璃窯爐空燃比調(diào)整方法，屬于先進(jìn)制造、自動化和信息領(lǐng)域，其特征在于，首先建立數(shù)據(jù)驅(qū)動的煙氣含氧量指標(biāo)預(yù)報(bào)模型，輸入變量為空燃比，輸出變量為煙氣含氧量。同時(shí)，在分析玻璃窯爐燃燒過程化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，將燃料熱值作為輸入，建立用于計(jì)算空燃比理論值的機(jī)理模型，該機(jī)理模型所獲得的空燃比理論值被用于限定上述數(shù)據(jù)驅(qū)動的煙氣含氧量指標(biāo)預(yù)報(bào)模型的輸入值。在煙氣含氧量指標(biāo)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，提出一種基于變論域模糊規(guī)則迭代學(xué)習(xí)的空燃比調(diào)整方法，且提出一種約束滿足和聲搜索算法對變論域模糊規(guī)則進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)。將本發(fā)明應(yīng)用于玻璃生產(chǎn)過程可有效改善窯爐燃燒狀況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于先進(jìn)制造、自動化和信息領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃窯爐空燃比迭代調(diào)整方法。

背景技術(shù)

玻璃窯爐的燃燒控制對提高窯爐燃燒效率、降低能耗、較少廢氣排放、提高玻璃產(chǎn)品質(zhì)量具有重要作用，其是實(shí)現(xiàn)玻璃窯爐溫度、壓力等高效控制的基礎(chǔ)，而空燃比優(yōu)化設(shè)定是燃燒控制的核心內(nèi)容。在我國實(shí)際玻璃生產(chǎn)過程中，窯爐空燃比常被設(shè)定為固定值，但由于天然氣熱值、助燃風(fēng)溫度等生產(chǎn)工況常發(fā)生變化，基于定值空燃比進(jìn)行燃燒控制會對燃燒效率、能耗、廢氣排放量、玻璃產(chǎn)品質(zhì)量等指標(biāo)產(chǎn)生不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于變論域模糊規(guī)則迭代學(xué)習(xí)的玻璃窯爐空燃比調(diào)整方法，其特征在于，所述方法是在計(jì)算機(jī)上依次按以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

步驟(1)：初始化，設(shè)定如下基本變量

設(shè)定問題變量：

x₁(t)：t時(shí)刻的天然氣流量

x₂(t)：t時(shí)刻的助燃風(fēng)流量

y(t)：t時(shí)刻的煙氣含氧量

[y_min,y_max]：煙氣含氧量設(shè)定值區(qū)間

△C：空燃比調(diào)整量

C：實(shí)際空燃比

CT：理論空燃比

CGas：天然氣熱值

步驟(2)：數(shù)據(jù)采集

采集一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)班次的包括上述天然氣流量x₁(t)、助燃風(fēng)流量x₂(t)、煙氣含氧量y(t)信息存儲至建模數(shù)據(jù)庫中，并形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)對；

步驟(3)：指標(biāo)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)模型建模

根據(jù)采樣數(shù)據(jù)建立如下開環(huán)Narx回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型為：

y(t)＝f₂(x₁(t),x₁(t-1),…,x₁(t-9),x₁(t-10),x₂(t),x₂(t-1),…,x₂(t-9),x₁(t-10),y(t-1),y(t-2),…,y(t-10))

其中，t為時(shí)間，x₁(t)為t時(shí)刻的天然氣流量，x₂(t)為t時(shí)刻的助燃風(fēng)流量，y(t)為t時(shí)刻的煙氣含氧量，f₂()為閉環(huán)Narx回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱層為20個(gè)神經(jīng)元。

步驟(4)：機(jī)理模型建模

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)每4186.8Kj發(fā)熱量的燃料燃燒時(shí)，約需1m³的空氣量，從而，若熱值CGas的單位為Kj/m³，則空燃比的理論模型可建模為：

CT＝CGas/4186.8