[发明专利]基于BFCM-iWM模糊规则自提取的水泥分解炉温度控制方法

说明书

本发明公开了一种基于BFCM‑iWM模糊规则自提取的水泥分解炉温度控制方法，其内容包括：通过对分解炉工艺的分析与现场经验总结，分析与分解炉出口温度相关量，确定分解炉出口温度控制策略；通过查询工业现场数据库方法，采集分解炉运行时的数据；当分解炉喂煤量发生变化时，根据此条件和3σ准则进行剔除；剔除后确定分解炉温度偏差、偏差变化率以及分解炉喂煤增量的论域范围；应用BFCM聚类方法对样本数据进行聚类，确定样本数据的信任度；基于加入信任度iWM方法的规则提取；基于规则建立模糊控制器，实现温度控制。本发明方法采用加入数据信任度的iWM方法从数据中自动提取规则，避免了人工制定规则的主观性和局限性，提高了规则的准确性和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及流程工业温度控制领域，尤其是一种基于BFCM-iWM模糊规则自提取的水泥分解炉温度控制方法。

背景技术

水泥的分解炉是预分解系统的核心部分，它承担了预分解窑系统中煤粉燃烧、气固换热和碳酸盐分解任务，使入窑生料的分解率达到90％以上，从而大大提高了回转窑单位有效容积的产量。而碳酸盐的有效分解需要一个相对稳定的温度，如果温度太高，会造成预热器堵塞；如果温度太低，则导致碳酸盐分解不充分，增加了回转窑的负荷，同时，使生产出来的水泥在应用中水解缓慢，严重影响建筑质量。因此，分解炉的温度控制对整个新型干法窑外分解系统的热力分布、热工制度的稳定是至关重要的。

目前许多水泥厂还是借鉴现场操作人员的工作经验，依靠经验的控制并不准确，生产效率低、能耗高，通过人工操作以求获得满意的控制效果。一些先进控制方法由于复杂的学习机理也难以在工况多变的分解炉温度控制过程中有实质性进展和应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于BFCM-iWM模糊规则自提取的水泥分解炉温度控制方法，该方法基于BFCM方法进行样本数据处理，采用iWM方法从处理过后的数据中挖掘模糊规则，以分解炉温度偏差和偏差变化率为输入，以分解炉喂煤量为输出，从而实现分解炉温度的有效控制。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于BFCM-iWM模糊规则自提取的水泥分解炉温度控制方法，所述方法内容包括以下步骤：

步骤1，确定分解炉温度控制策略；

通过对分解炉工艺的分析与现场经验总结，分析与分解炉出口温度相关量，确定分解炉出口温度控制策略；在分解炉正常运行情况下，三次风阀门开度保持恒定，生料下料保持稳定，因此通过调节煤粉阀门开度来控制送入分解炉的煤量实现分解炉温度控制；以分解炉出口实际温度与设定温度的偏差和偏差变化率为输入，分解炉喂煤增量为输出，设计两输入一输出的模糊控制器来实现分解炉温度的调节；

步骤2，数据采集及论域确定；

OPC服务器对现场DCS系统中的数据进行采集，并存储到数据库中，通过查询工业现场数据库方法，采集分解炉运行时的数据；当分解炉喂煤量发生变化时说明此情况下分解炉出口温度需要调节，根据此条件和3σ准则进行剔除；剔除后确定分解炉温度偏差、偏差变化率以及分解炉喂煤增量的论域范围；

步骤3，基于BFCM算法的样本数据处理；

在得到样本数据的基础上，应用BFCM算法对样本数据进行聚类，确定样本数据的信任度；

步骤4，基于加入信任度iWM方法的规则提取；

在iWM方法提取规则的过程中加入得到的样本信任度，通过所有样本数据参与选举的方式得到准确性高，鲁棒性好的完备模糊规则库；

步骤5，基于规则建立模糊控制器，实现温度控制；

采用高斯模糊化、乘积推理机、中心平均反模糊化的方法，根据BFCM-iWM方法提取到的规则构造分解炉喂煤量的模糊控制器。