[發明專利]水泥生產中分解爐溫度PID控制系統參數自動調整方法

有效

• 申請號: 202010510041.0
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111580384B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 路士增;馬兆慧;王孝紅;于宏亮;袁鑄鋼;孟慶金;景紹洪;張強;蔣萍;劉釗
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 周春鳳

本發明公開了一種水泥生產中分解爐溫度PID控制系統參數自動調整方法，包括步驟：對PID控制器進行參數歸一化處理；獲取水泥生產中分解爐溫度的工況信息，當工況信息為正常時，重復本步驟；當工況信息為異常時，將分解爐出口溫度實時值V與期望值O偏差的平均值的變化量標準差的變化量△S_N和分解爐出口溫度實時值V輸入至訓練好的LSSVM模型中，得到所述PID控制器的參數K_p的調整值，將所述調整值代入PID控制器，并檢測下一時刻的ΔS_N+1是否符合設定條件；若不符合設定條件，則重復本步驟直至符合設定條件；若符合設定條件則跳至“獲取水泥生產中分解爐溫度的工況信息”的步驟。它實現了在線實時調整分解爐PID參數，提高分解爐運行的穩定性。

技術領域

本發明涉及只能水泥生產控制領域，尤其涉及一種水泥生產中分解爐溫度PID控制系統參數自動調整方法。

背景技術

水泥工業是我國國民經濟的重要產業之一，然而智能化水平低，總體表現大而不強。建設智能化水泥工廠，提高水泥企業的數字化、智能化、綠色化水平，已經成為水泥生產行業的主要發展方向。

目前離散PID控制器普遍用于國內水泥企業控制分解爐溫度，其參數根據人工經驗通過試湊法進行調整，工程師的知識經驗水平等存在較大差異且受主觀意識的支配，導致PID參數的調整受到影響；同時由于分解爐內的工況復雜多變，PID參數需要及時作出調整，人工調整PID參數具有較大滯后性無法滿足生產要求。為了解決上述國際性水泥生產難題，迫切需要一種可以在線進行自整定分解爐溫度PID參數的方法，以提高分解爐生產穩定性與水泥熟料的質量。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的至少在于提供一種水泥生產中分解爐溫度PID控制系統參數自動調整方法，旨在解決分解爐溫度PID參數通常根據人工經驗試湊進行調整，受工程師主觀意識以及人工調整參數的滯后性影響而導致的分解爐無法穩定運行等嚴重突出的水泥生產重大難題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明的一個實施方式提供一種水泥生產中分解爐溫度PID控制系統參數自動調整方法，包括步驟：

對PID控制器進行參數歸一化處理，將PID控制器的參數簡化為K_p；

獲取水泥生產中分解爐溫度的工況信息，當工況信息為正常時，重復本步驟；

當工況信息為異常時，將分解爐出口溫度實時值V與期望值O偏差的平均值的變化量標準差的變化量△S_N和分解爐出口溫度實時值V輸入至訓練好的LSSVM模型中，得到所述PID控制器的參數K_p的調整值，將所述調整值代入PID控制器，并檢測下一時刻的的分解爐出口溫度實時值V與期望值O偏差的平均值的變化量/下一時刻的標準差的變化量ΔS_N+1是否符合設定條件；若不符合設定條件，則重復本步驟直至符合設定條件；

若符合設定條件則跳至“獲取水泥生產中分解爐溫度的工況信息”的步驟。

可選地，所述的對PID控制器進行參數歸一化處理的步驟，包括：

所述的PID控制器的表達式為：

其中，K_p為比例系數，T_i為積分時間常數，T_d為微分時間常數，T為采樣周期，Δu為當前時刻回轉窯窯尾噴煤量與上一時刻噴煤量的差，e(k)為采樣時刻k時的分解爐出口溫度的實時值V與期望值O的偏差；

根據Ziegler-Nichle條件，令T≈0.1T_k,T_I≈0.5T_k,T_D≈0.125T_K并代入PID控制的表達式，其中，T_K為僅存在比例作用時的臨界振蕩周期；