鋼包爐配料ＰＳＯ－ＢＰ－ＰＩＤ控制研究

2014年12月30日13:59:37 本網(wǎng)站我要評論(2)字號：T | T | T

關(guān)鍵字：應(yīng)用

摘　　　要：針對鋼包精煉爐配料加料過程的慣性、時滯、非線性等控制特性，設(shè)計了一種基于微粒群優(yōu)化算法（ＰＳＯ）、誤差反向傳播（ＢＰ）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及比例－積分－微分（ＰＩＤ）的復(fù)合控制算法ＰＳＯ－ＢＰ－ＰＩＤ，并將該復(fù)合算法應(yīng)用于１５０ｔ鋼包精煉爐配料稱重控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)配料稱重過程的智能控制。ＰＳＯ－ＢＰ－ＰＩＤ算法利用微粒群優(yōu)化算法的全局尋優(yōu)特性，優(yōu)化ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值以提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂性；采用經(jīng)微粒群算法優(yōu)化后的ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線實時調(diào)整ＰＩＤ參數(shù)。通過基于ＰＳＯ和ＢＰ網(wǎng)絡(luò)的ＰＩＤ控制器實時控制鋼包精煉滬的配料過程。仿真實驗和運行實驗結(jié)果表明，ＰＳＯ－ＢＰ－ＰＩＤ算法的控制效果優(yōu)于單一ＰＩＤ算法的控制效果。采用ＰＳＯ－ＢＰ－ＰＩＤ算法的鋼包爐配料系統(tǒng)后，明顯提高了配料精度，有效地解決了配料稱重過程中速度與精度的矛盾。

關(guān)　鍵　詞：鋼包精煉爐；配料稱重；微粒群優(yōu)化算法；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；ＰＩＤ控制

１　引　言

鋼包精煉爐［１，２］是鋼鐵生產(chǎn)中的主要設(shè)備之一。湖南湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鋼廠１９９０年采用了９０ｔ鋼包精煉爐，２００９年新建了１５０ｔ鋼包精煉爐。鋼包精煉爐的生產(chǎn)過程控制［３］采用分散控制方式，包括鋼包車行走、電極升降、供電［４］、冷卻水、加料（配料）控制等。加料過程就是向鋼水中投入可控量的鐵合金及造渣料，以精確地控制鋼水的成分，對鋼種的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。ＰＩＤ控制是一種應(yīng)用廣泛的經(jīng)典控制算法。但常規(guī)ＰＩＤ控制器對于大時滯、復(fù)雜的、動態(tài)的和不確定的非線性系統(tǒng)，其控制效果不理想。實際應(yīng)用通常是將微粒群算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能算法與常規(guī)ＰＩＤ算法有機(jī)結(jié)合起來，構(gòu)成復(fù)合算法［５］，提高系統(tǒng)的控制性能。利用經(jīng)ＰＳＯ算法優(yōu)化后的ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線調(diào)整ＰＩＤ參數(shù)，構(gòu)成ＰＳＯ－ＢＰ－ＰＩＤ控制算法，實時控制添加物料的品種和數(shù)量，有效減少加料誤差，精確控制鋼水成分，提高鋼水品質(zhì)。

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