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焦?fàn)t集氣管壓力模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
摘要：針對焦?fàn)t集氣管壓力這類多變量非線性系統(tǒng)，提出一種基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能協(xié)調(diào)控制方案。應(yīng)用遺傳算法對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并采用PLC的邏輯梯形圖語言編程實(shí)現(xiàn)智能協(xié)調(diào)運(yùn)算。工程應(yīng)用表明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性。關(guān)鍵詞：可編程控制器 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 智能控制
焦?fàn)t集氣管壓力控制是焦?fàn)t控制的關(guān)鍵之一。壓力大時焦?fàn)t冒煙嚴(yán)重，近距離不能看清設(shè)備，大量焦?fàn)t媒氣進(jìn)入空氣中，污染環(huán)境；壓力小時空氣吸入嚴(yán)重，影響焦?fàn)t壽命和焦?fàn)t煤氣質(zhì)量。因此，采用先進(jìn)控制手段，對焦?fàn)t焦氣管壓力進(jìn)行長期穩(wěn)定控制，對于改善環(huán)境、提高煤氣回收量和質(zhì)量、提高焦?fàn)t輔助產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，具有重要的意義。焦?fàn)t集氣管控制系統(tǒng)的主要問題有：
（1）焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)是一個耦合嚴(yán)重、具有嚴(yán)重非線性、時變特性、擾動變化激烈的多變量系統(tǒng)，一般的PID調(diào)節(jié)很難滿足要求。
（2）當(dāng)媒質(zhì)較好、鼓風(fēng)機(jī)后媒氣負(fù)荷穩(wěn)定時，自動控制效果較好；當(dāng)媒質(zhì)較差、鼓風(fēng)機(jī)后壓力變化大時，常常出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，迫使系統(tǒng)無法投入自動控制。
（3）作為控制機(jī)構(gòu)之一的鼓風(fēng)閘閥存在嚴(yán)重的非線性、滯后大，常規(guī)伺服放大器加執(zhí)行結(jié)構(gòu)很難適應(yīng)。
近年來，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊技術(shù)和遺傳算法已成為智能計(jì)算的三大信息科學(xué)，是智能控制領(lǐng)域的三個重要基礎(chǔ)工具，將三者有機(jī)地結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，不僅在理論上顯示出誘人的前景，在實(shí)際應(yīng)用也取得了突破。本系統(tǒng)采用一種基于遺傳算法和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能模糊控制器，實(shí)現(xiàn)了模糊規(guī)則的在線修改和隸屬函數(shù)的自動更新，使模糊控制具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力。本文將系統(tǒng)的硬件高可靠性、軟件靈活性與現(xiàn)代智能控制相結(jié)合，在分析控制對象的基礎(chǔ)上采智能協(xié)調(diào)解耦控制方案，應(yīng)用PLC的邏輯梯形圖語言編程實(shí)現(xiàn)，保證了集氣管壓力穩(wěn)定在工藝要求范圍內(nèi)。
1 工藝簡介
圖1是焦?fàn)t集氣管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。焦?fàn)t媒氣從各炭化室通過上升管時被循環(huán)氨氣冷卻到80～90℃，然后進(jìn)入集氣管。焦?fàn)t某氣從焦?fàn)t到初冷器分為兩個吸氣系統(tǒng)，即1號和2號焦?fàn)t為一個系統(tǒng)，3號焦?fàn)t為一個系統(tǒng)。1號和2號焦?fàn)t的煤氣從各自的集氣管進(jìn)入共用吸氣管后，在初冷器前與3號焦?fàn)t的煤氣會合后進(jìn)入初冷器。通過初冷器被冷卻到35～40℃，然后由鼓風(fēng)機(jī)送往下道工序。
2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)功能
焦?fàn)t集氣管壓力控制系統(tǒng)采用高可靠性的兩級計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)，由監(jiān)控、控制器和通訊網(wǎng)及儀表系統(tǒng)構(gòu)成，如圖2所示。監(jiān)控站由研華工業(yè)控制
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