考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法，包括：1、在考虑效率和能耗的基础上建立篦冷机能效评价模型；2、基于篦冷机能效评价模型建立篦冷机效率目标和能耗目标，构建篦冷机多目标优化模型；3、利用MOEA/D算法求解篦冷机多目标优化模型，得到篦下压力设定值和风机风量设定值的最优解；4、利用广义预测控制算法和增量式PID算法实现篦下压力和风机风量的滚动优化。本发明专利技术在考虑篦冷机的效率和能耗的前提下，对篦冷机篦下压力设定值和风机风量设定值进行同步优化，有利于提高篦冷机参数调控水平，降低生产能耗。降低生产能耗。降低生产能耗。

【技术实现步骤摘要】
考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法


[0001]本专利技术属于篦冷机控制
，具体的说是一种考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法。

技术介绍

[0002]篦冷机作为水泥熟料生产中的主要设备之一，承担着冷却水泥熟料、回收高温热量的任务，其运行状况对熟料质量和生产能耗有着直接影响。为提高篦冷机效率、降低生产能耗，操作人员通过控制篦冷机料层厚度、调节冷却风量等手段，尽可能提高二、三次风温，降低出口熟料温度，使熟料在充分冷却的同时，最大程度上增加回收热量。然而，篦冷机系统的参数调控相对复杂，主要依赖于人工经验，整体控制水平普遍较低。并且，由于工作人员的操作水平参差不齐，篦冷机的运行状态无法保持平稳和连续，熟料冷却状况得不到有效控制，系统能效也难以达到最优水平。
[0003]目标的选取是篦冷机多目标优化控制的关键问题之一。目前，大多数篦冷机多目标优化研究都以篦冷机效率为目标，而很少考虑篦冷机能耗目标，在实际生产中，需要同时考虑篦冷机效率和能耗，以保证篦冷机参数调节的合理性。此外，在篦冷机参数优化过程中，人们多以篦冷机直接控制量作为优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法，所述篦冷机具有n台冷却风机，其中，m台风机的风量能自由调节，并依次记为FA＝{FA1,FA2,
…
,FA
l
,
…
,FA
m
}，FA
l
表示第l台风机，1≤l≤m，其余风机的风量恒定或由操作员进行控制；其特征在于，所述篦冷机多目标优化控制方法是按如下步骤进行：步骤1、在考虑效率和能耗的基础上建立篦冷机能效评价模型；步骤1.1、数据采集：在N个时间长度为t的时间段内分别采集篦冷机的运行数据，并计算第k个时间段的篦冷机的平均运行数据，记为{y1(k),y2(k),y3(k),u1(k),u2(k),
…
,u
l
(k),
…
,u
m
(k),u
m+1
(k),u
m+2
(k)}，k＝1,2,
…
,N，其中，y1(k)表示篦冷机在第k个时间段的平均二次风温、y2(k)表示篦冷机在第k个时间段的平均三次风温、y3(k)表示篦冷机在第k个时间段的平均出口熟料温度、u
l
(k)表示篦冷机在第k个时间段的第l台风机FA
l
的平均风机风量、u
m+1
(k)表示篦冷机在第k个时间段的平均篦下压力、u
m+2
(k)表示篦冷机在第k个时间段的平均生料喂料量；计算第k个时间段的篦冷机的耗电量，记为y4(k)；步骤1.2、利用滑动平均滤波法对第k个时间段的篦冷机运行数据进行处理，得到滤波后的篦冷机运行数据其中，表示第k个时间段的二次风温滤波值、表示第k个时间段的三次风温滤波值、表示第k个时间段的出口熟料温度滤波值、表示第k个时间段的耗电量滤波值、表示篦冷机在第k个时间段内的第l台风机FA
l
的风机风量滤波值、表示第k个时间段的篦下压力滤波值、表示第k个时间段的生料喂料量滤波值；步骤1.3、基于滤波后的篦冷机运行数据，建立篦冷机的能效评价模型：以和分别为能效评价模型的第i个输出i＝1,2,3,4，以分别为能效评价模型的第j个输入1≤j≤m+2，从而利用式(1)构建第k个时间段篦冷机的能效评价模型：式(1)中，z
‑1为延迟算子，表示滞后1步；表示第k个时间段的输入参数矩阵，并由式(2)得到；A
i
(z
‑1)表示第i个输出的输出系数多项式，并由式(3)得到；T
i
(z
‑1)表示第i个输出的输入滞后矩阵，并由式(4)得到；B
i
(z
‑1)表示第i个输出的输入系数多项式矩阵，并由式(5)得到；ε
i
(k)表示第i个输出在第k个时间段的噪声项；在第k个时间段的噪声项；式(3)中，分别为输出系数多项式A
i
(z
‑1)的各次项的系数，表示第i个输出的输出阶次；
式(4)中，表示第i个输出中第j个输入对应的滞后阶次，τ
j
为第j个输入的滞后步数；B
i
(z
‑1)＝[b
i,1
,b
i,2
,
…
,b
i,j
,
…
,b
i,m+2
]
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式(5)中，b
i,j
表示第i个输出中第j个输入的输入系数多项式，并有：式(6)中，分别为输入系数多项式b
i,j
的各次项的系数，表示第i个输出中第j个输入的输入阶次；步骤1.4、篦冷机能效评价模型的参数辨识；初始化篦冷机能效评价模型的结构参数，包括：第i个输出的输出阶次第i个输出中第j个输入的输入阶次输入滞后矩阵T
i
(z
‑1)；将滤波后的篦冷机运行数据输入到篦冷机的能效评价模型中，并通过递推最小二乘算法辨识模型的参数，包括：输出系数多项式A
i
(z
‑1)的各次项的系数输入系数多项式b
i,j
的各次项的系数步骤2、构建篦冷机多目标优化模型；步骤2.1、利用式(7)建立第k个时间段篦冷机的效率目标和能耗目标，其中，所述效率目标包括二次风温评价指标、三次风温评价指标和出口熟料温度评价指标，所述能耗目标为耗电量评价指标；min F(X(k))＝(f1(X(k)),f2(X(k)),f3(X(k)),f4(X(k)))
T
ꢀꢀꢀꢀ
(7)式(7)中，f1(X(k))表示第k...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈薇，刘勇，叶磊，陶杰，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
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