[发明专利]一种水泥窑协同处置垃圾下的分解炉温度控制方法

权利要求书

1.一种水泥窑协同处置垃圾下的分解炉温度控制方法，其特征在于：包括有预测控制器、异常工况控制器、垃圾前馈控制器和工况辨识，根据当前工况的变化选择正确的控制器，使分解炉温度跟踪设定值，第5级旋风预热器锥部温度低于最大值，具体步骤如下：

步骤1：预测控制器；

步骤1.1建立分解炉温度状态空间模型；具体过程如下：

实时采集分解炉系统数据{T_FJL(k),T_C5B(k),u_m(k),u_lj(k)}，k＝1,...,N，其中T_FJL(k)为分解炉出口温度，T_C5B(k)为第5级旋风预热器锥部温度，u_m(k)为喂煤量，u_lj(k)为垃圾流量；

采用移动平均滤波器预处理水泥烧成系统的数据，获得滤波后数据采用min-max归一化算法，对滤波后数据进行归一化，获得归一化后数据

根据获得的输入输出数据，采用子空间辨识法辨识出矩阵A、B、C、D，获得分解炉温度状态空间模型，如式(1)，

最后，用平均相关方差方法判断辨识系统的精度，其中x代表分解炉出口温度控制系统的状态；x(k)代表第k时刻分解炉出口温度控制系统的状态；

步骤1.2根据分解炉温度状态空间模型，预测分解炉出口温度未来的输出曲线，跟期望分解炉出口温度设定值进行比较，进行预测控制优化，获得喂煤量的优化值u_fjl(k)，来控制实际分解炉出口温度；

步骤2：采用模糊控制设计异常工况控制器；具体过程如下：

首先，设置第5级旋风预热器锥部温度偏差、分解炉出口温度偏差、喂煤量的基本论域，设置比例因子α_e、α_u、控制表；

其次，计算第5级旋风预热器锥部温度偏差、分解炉出口温度偏差，若高于上限值，则将其设定为上限值；若低于下限值，则将其设定为下限值；

然后，按照给定输入的比例因子α_e模糊化，并由此查询控制表；

最后，查得控制量的量化值后，乘上比例因子α_u，计算出喂煤量u_C5B(k)；

步骤3：设计垃圾前馈控制器；具体步骤如下：

垃圾前馈控制器表达式为

u_qk(k)＝α_ljΔu_lj

其中u_qk(k)为垃圾前馈控制器输出；α_lj为控制器权重系数；

步骤4：工况辨识：根据分解炉出口温度、第5级旋风预热器锥部温度、垃圾实际值进行9类工况辨识，并根据实际的工况进行预测控制器和异常工况控制器之间的切换，具体过程如下：

步骤4.1数据预处理

采集120秒内的分解炉出口温度、第5级旋风预热器锥部温度、垃圾实际值的数据，并进行归一化处理；

步骤4.2工况识别

首先，进行傅里叶频谱分析，其次，选择Dmever小波函数，对120秒的数据进行小波包分解，对分解后的各信号按照频率由低到高进行排列，选择不同的信号数量进行重构得到低频信号和高频信号；最后，低频信号作为趋势分析图，根据趋势分析图的起始点和终止点的斜率，获得波动程度；

步骤4.3工况类别划分

在对分解炉出口温度、第5级旋风预热器锥部温度、垃圾实际值实时值及变化趋势识别的基础上，针对识别出的每个工况进行划分，并采取相应的控制策略；