[發明專利]一種袋式除塵器的控制策略設計方法

有效

• 申請號: 202110038227.5
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112882387B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 張磊;張康為;諸葛琳娜
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 張國榮

本發明公開一種袋式除塵器的控制策略設計方法，本發明設計方法在袋式除塵器的穩態與暫態兩種數據采集方案的基礎上，構建了變頻器頻率、電控閥開度和氣流流量、凈氣室氣壓差的穩態數學模型，通過暫態過程采集了開環控制實驗過程數據，為后續的控制設計方案提供了模型和數據支撐。本發明設計方法采用免疫算法辨識了狀態空間方程式中的參數矩陣，提高了滑模控制策略的全局收斂性；采用了基于趨近律的離散滑模變結構控制方法，有效地分析了當控制量氣流流量和凈氣室氣壓差在切換面運動時的狀態，也使得整個袋式除塵器系統在狀態空間中保持了良好的穩定性。

技術領域

本發明涉及袋式除塵器領域，特別涉及一種袋式除塵器的控制策略設計方法。

背景技術

袋式除塵器憑借高效的除塵能力，使其得到廣泛的應用。袋式除塵器在工作時主要包括粉塵過濾和清灰兩個過程，粉塵過濾過程首先需啟動出風口處的電控閥，引風機開始運行，促使含塵氣流穿過濾袋，粉塵會被濾袋過濾掉。清灰是指通過噴嘴噴吹脈沖壓縮空氣清除濾袋上累積的粉塵，使濾袋重新恢復除塵過濾能力。為了使袋式除塵器的除塵效率達到較高狀態，需要對袋式除塵器的系統運行狀態進行控制，使其輸出變量為目標狀態值。大部分袋式除塵器的控制系統均采用開環控制，為無反饋信息的系統控制方式，傳統的開環控制方法容易造成調節時間長和穩態誤差大等問題，增大了能耗，降低了運行效能，不利于除塵過程的穩定進行。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種袋式除塵器的控制策略設計方法。本發明設計方法結合袋式除塵器的內部流場運動原理、控制系統特點選取氣流流量和凈氣室氣壓差進行研究。采用袋式除塵器中變頻器頻率、電控閥開度作為輸入，氣流流量、凈氣室氣壓差作為輸出。袋式除塵器整體控制過程從穩態和暫態兩個方面進行分析，在穩態數據采集實驗方案中，目標為測定當變頻器頻率和電控閥開度為某一組恒定值時流量和壓差達到穩定值后的數值；過程為對變頻器頻率的可選數值和電控閥開度可選數值進行組合，并在試驗平臺設置相應數值，待流量和壓差達到穩定狀態時記錄其穩態數值；根據穩態數據采集實驗方案的結果，建立變頻器頻率、電控閥開度和氣流流量、凈氣室氣壓差的穩態數學模型。在暫態數據采集實驗方案中，根據該模型對變頻器頻率和電控閥開度進行定向調節，記錄從控制系統初始狀態到穩定狀態的整個變化過程中氣流流量和凈氣室氣壓差產生的變化。在上述步驟的基礎上對袋式除塵器暫態控制過程進一步分析，以狀態空間方程式作為系統模型，通過免疫算法對狀態空間模型進行參數辨識，進而得到離散系統的參數矩陣，控制方法選取了基于趨近律的離散滑模變結構控制，計算袋式除塵器系統狀態期望值與離散滑模切換面的差值，針對袋式除塵器的離散控制系統設計出離散指數趨近律以及離散滑模切換面，進一步設計出離散滑?？刂坡桑摽刂坡蓱糜陔x散滑模變結構控制中，得到一種袋式除塵器的滑模控制器。本發明設計方法所得的袋式除塵器的滑?？刂破?，增強了滑模控制器的整體控制效果，有效地減小了袋式除塵器系統在調控過程中的抖振，減小了調控誤差，縮短了調節時間。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，設計一種袋式除塵器的控制策略設計方法，其特征在于，該設計方法包括下述步驟：

步驟一：結合袋式除塵器的除塵原理，選擇安裝在出風管道出口處的引風機的變頻器頻率、安裝在出風管道內部中間位置的電控閥開度作為控制策略的輸入變量，將上述電控閥內側的出風管道的氣流流量、凈氣室氣壓差作為輸出變量，通過調節輸入變量，測試不同輸入變量對應的輸出變量，得到輸出變量的穩態數學模型，并將由最小的輸入變量得到的輸出變量的值作為系統初始狀態值；

步驟二：獲取暫態過程的實驗數據