[发明专利]基于时滞动态确定的玻璃窑炉池底温度智能预测控制方法

说明书

本发明涉及一种基于时滞动态确定的玻璃窑炉池底温度智能预测控制方法，属于自动控制、信息技术和先进制造领域，其特征在于，首先采用ARMAX模型(自回归滑动平均模型)对玻璃窑炉天然气流量与玻璃窑炉池底温度之间的缓慢变化的时滞进行动态确定；在每次确定时滞后，基于相关历史生产数据，采用ARMAX和ANFIS(自适应神经模糊推理系统)相结合的建模方法动态建立玻璃窑炉池底温度预测模型；基于该预测模型，采用前馈和反馈相结合的智能控制方法，对玻璃窑炉天然气流量进行在线智能调整，其中，前馈输入为玻璃窑炉池底温度预测值。该方法可用于对玻璃窑炉池底温度进行智能控制，以有效降低玻璃窑炉池底温度的波动，提高玻璃产品质量，降低窑炉能耗。

技术领域

本发明属于自动控制、信息技术和先进制造领域，具体涉及用于减少玻璃窑炉池底温度波动的基于时滞动态确定的玻璃窑炉池底温度智能预测控制方法。

背景技术

玻璃窑炉可将玻璃原料进行加热，并熔化成玻璃液，供后道工序生产出不同的玻璃制品。玻璃窑炉的玻璃熔化水平对后续玻璃制品的质量具有重要影响。评价玻璃熔化水平的指标主要是玻璃窑炉内的玻璃液温度，目前，玻璃窑炉可测量玻璃液池底温度、流液洞温度、碹顶温度等，其中玻璃液池底温度是反应玻璃液熔化水平最直观的指标。提高玻璃液池底温度的控制精度，缩小玻璃液池底温度波动范围，对提高后续玻璃制品的质量、降低生产成本具有意义。

玻璃液池底温度主要受玻璃窑炉天然气流量、玻璃产率、玻璃原料含水率和外界环境温度等影响，其中，主要的调节变量是天然气流量，其余为影响因素。由于玻璃窑炉内部熔化过程是一个缓慢的、大时滞传热过程，即天然气流量调整后，需要经过玻璃窑炉内空气温度变化、玻璃液表面温度变化、池底温度变化等过程，天然气流量调节后池底温度发生变化一般需要经过4～10小时(即时滞)，上述时滞当玻璃产率、外界条件发生变化时，也会缓慢发生变化。因此，对玻璃液池底温度的控制具有不确定、大时滞等难点。

鉴于此，本发明提出一种基于时滞动态确定的玻璃窑炉池底温度智能预测控制方法，首先采用ARMAX模型(AutoRegressive-Moving-Average model with eXogenousinputs：自回归滑动平均模型)对玻璃窑炉天然气流量与玻璃窑炉池底温度之间的时滞进行动态确定；在每次确定时滞后，基于相关历史生产数据，采用ARMAX和ANFIS(AdaptiveNero-Fuzzy Inference System，自适应神经模糊推理系统)相结合的建模方法动态建立玻璃窑炉池底温度预测模型；基于该预测模型，采用前馈和反馈相结合的智能控制方法，对玻璃窑炉天然气流量进行在线智能调整，其中，前馈输入为玻璃窑炉池底温度预测值。该方法可用于对玻璃窑炉池底温度进行智能控制，以有效降低玻璃窑炉池底温度的波动，提高玻璃产品质量，降低窑炉能耗。

发明内容

本发明提出一种基于时滞动态确定的玻璃窑炉池底温度智能预测控制方法，所述方法是在计算机上按如下步骤实现的：

步骤(1)：数据采集及预处理

本发明采集与玻璃窑炉池底温度控制相关的生产信息，主要包括：玻璃窑炉池底温度实时测量值、天然气流量实时测量值、助燃风流量实时测量值、玻璃窑炉压力实时测量值、当前玻璃窑炉玻璃产率、玻璃窑炉原料含水率、玻璃窑炉碹顶温度实时测量值、玻璃窑炉流液洞温度实时测量值等，并将上述生产信息按每小时分别取平均值，得到上述信息每小时变化平均值；

步骤(2)：基于ARMAX模型的时滞动态确定