中南林学院 硕士学位论文 高炉热風炉智能控制系统 姓名：王欣 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：吴舒辞

孛鬻棒学琬硕士学位论文

燕妒热甄炉是一个分蝳参数｛｝线性、对交、多变量紧密糕含懿被控对象，冀审燃烧 控制是掇离风温、节约髓源和安全生产的关键．由予话统的、完善酌麓爐热风炉燃烧自动化 系统采用数学模型计算所需的加热煤气流量和助燃空气流量数学模型相当复杂，述黼设置 暴贵煤气成分分析仪故投瓷大。维护嫩难困两这羊孛数学揍型虽然旃效僮在国内除裳镪以 静，穰少霄王厂采矮大郝分是手动控制。

模糊控制为热风炉燃烧控淛提供了一种新方法本文在比较了目前热风炉燃烧控制系统

各种控制方法的优缺点臌。针对热风炉燃烧控制的特点将模糊控制技术、鉮经网络相结合， 撬氆了一耱蓉予模糊棒缎翘络方法用予热风炉燃烧控潮该方法充分考露了系统≤｝绫性、难

以建模和具有强耦合性鼬特点，应用模糊ＲＢＦ网络对模糊规则进行快滤提取通过模糊神经

网络对熟练工人的控制经验学习，解决了模糊控制应用中规则难以获取的难题．实际控制效 果充分的袭明本文提斑的模猢神经网络方法，易于寰壤有效地辩决曩翦热风炉燃烧蠡璐 控割的难题。 第一颦介紹了智能控制的发展热风炉燃烧智能控制的国内外发展情况。 第二辩介绍“广钢３＃热风炉结构和工艺要求 燕三潦夯绥了攘期控锅、捧经穗绩帮摸凝耪经麓终鹣蒸本控懿联理，讨论了逶注模粳 ＲＢＦ神经网络由实验数据对模糊规则进行快速提取原理引进效验熵确定模糊规则数，并对 模型进～步优化方法

第爨鬻讨论燃烧羧溅系统的控粼蹶理，荠瘦用第三章的方法对燃烧模糊控制系统避行

设计设计了拱项温度横期控蒂８器，袋气温度模糊控制嚣讨论了炉熟智能学习方法，设计 了炉热模糊学习规则 第五鬻介绍了采用德国ＳＩＥＭＥＮＳ的ＰＣＳ７过程控制系统，硬件结梅和特点设计了由 ＰＣＳ７组裁豹亮妒热最炉控裁系统。 第六鬻讨论了采用ＰＣＳ７实现热风炉智能控制的软件设计介绍了包括换炉控制、燃烧

模糊控制以及下装调试的实现过程。 第七寒奔绍了实醛遮行缝果窝缝谂 关键谰；高炉熱风炉；燃烧控制；模糊控制；模糊ＲＢＦ神经弼络ＰＣＳ７过程控制系统

巾辩椿举稼硕士学证论文

ｌ。ｌ餐犍控铡及其发爱
ｌｉ，ｉ控裁理谚靛蓑爱 在辩学技术笈矮史上控制科学弼其它技术科学一样，它麓产生与发糕主要巍入搬的生 产发展需求和人类当时的技术知识沝平所泱崽从古亚历山大运用反馈控制来调节水流的水 镑戮现代太空探索秘大规模复杂工业蘩缝的练含自动纯，控羲ｌ辩学在技术进步Φ郝怒麓十分 麓要的俸用１９４８年，控露ｌ谂翎鲶Ａ美满数鬻家维纳在系统恁总结蘸人的成聚上畿鞋了《控

制论一或关予在动物和机器中控制羊Ｈ通讯的科学》著作书中论述了控制理论的一般方漱。

攘广了反馈的概念为控制理论这门学科的产嫩奠定了基五｝ｌ：。從此自动控制理论经历了疑 典控裁瑾论粒璇栈控裁理论两个重癸没鼹瀚段。

经典控制理论时期 经典控鞠遴谵霹期霹簿蠢２§髓纪４０～６０年谯，它变簧蹩采嗣鞋蒋递穗熬、频率黪瞧、

穰孰蓬为基疆熬籁域分舞方法簿凌燕产涎赣串熬摹赣Ａ蕈耱毽趣蔻。经典控蔫《鼙谂掰臻瓷鹅 系统多半是线健定霞系统辩非线睦系统，势辑嚣孝采薅蘸耱警瑟法一般鸯不趣避嚣个变爨溶 ～时期的主要代表人物有ＢＯＤＥＨＷ尊珏Ｅ－ＶＡＮＳＷＲ。ＢＯＤＥ予１９４５年提出了简便而饕用的ＢＯＤＥ 潮法蕊ＥＶＡＮＳ予１９４８年提出了喜躐砸又形觏昀根轨迹图波

瑗筏接待《理论对麓 现代控制理论时期，时间为２０世纪６０～７０年代由于计算机的飞速缴艘。推动丁空间粳

米的发展这个时期数学家们在控制理论教髅中占了主导地位，他们利用状态空间法解决移

翰入多输出鞠麟系统疆罨馘题线性韵、定常秘，遣鈳戳愁｛＃线洼静、霹变静遽～酣勰躲

主簧搜表大携露ＰＯＮＴＲＩＡＧＩＮ，ＢＥＬＬＭＡＮ殿ＫＡＩ删ＲＥ莓太ＰＯＮＴＲＩＡＧＩＮ予１９６１掣发畿了穰

大毽蒙瑾；ＢＥＬＬＭＡＮ在１９５７年挺窭了魂悫嫒崩；１９５９卑，｛｛纛撩勰等天发表７关予绫靛滤波稳

帮往诗器魏论文帮垂诿著名翡ＫＡｔ瑚ＡＮ滤滚。鞠整舞Ｏ攀往轫，ＡＳＴＲＯ溉Ｊ鞍ＬＡＮＤＡＵＬＤ凌

鸯适应控裁瑾论帮应臻方嚣谗爨嚣献。 １．１．２传统控制理论存在闯题 传统控制疆论从理论上解决了系统的可观可控、稳定性问题，但是仍存在诲多闷聰 （１）模登的不确定性闷嚣传统戆熬馥控鞘楚建立在严密褥耩确静数学搂蘩蘩蓬ｌ｛上鹣，它 激常认为控制对象及干扰的模型是融知嘚戚猎是通过辩识阿以得到的但复杂系统中的搬劳 控制问题具有严重的不确定性即模型米蝴娥知之甚少。比如工业过程的瘸杰结构问题、策蝗 干扰约无法蘩灏致毽无法建立摸爨，潜予来翔不确定袋嚣熟之甚步翡控戳翘逛磺博缝方法 滩戳建摸因蔼也蠢法实现有效静控裁 （２）蹇痊｛｝线ｔ＇Ｉ翔瑟。传统控剃瑾谂串怼予冀卷蓑整菲鼗瞧懿控裁对象虽然｛魏鸯～魏嚣筏懋 方法可瓷秘疆毽靛墓葬土蕾蘩鼗瞧璞论逡举磐线性登瓷藏熬骞整理论霞方法避棼嶷杂嚣戆 懿寝餍在复杂系缓中

孛辩棒学虢颧±学搜论文

（３）系统的毵杂性问鼷。健娩的洎动控制系统对控制任务的要求要幺幢输出量为嵬德（调节 蓑统）簧么使输出量躐黢期攘的运动孰遮（躐随系统），因越爨有控篇４德棼肇～性斡特点聪工

鼗系统绞键釜璐高缝、尊线瞧、分鸯参数、鞋变、零确定镶等复杂黪征．穆潮是嚣线往辩靛

潮缝莱熬彩晌鼙杂控制迋程入璺禳赡深入蠖解，更谈不上设诗出台邋瀚撩铡算法 （４）系统的可舷性问题。常规的基于数学模型的控制问题倾向于是一个相艇依赖的糕体尽 骛基予逡琴孛方法的系绫经鬻存在营捧瞧每最簸整之瓣豹矛瓣整对麓苹系鲮戆控制谣嚣瞧弱 戆荠车突照；｝嚣封复杂鬃域洳莱袋爱上逑方法剡霹能幽予条俘豹改变露经熬个控裁糕辘臻溃＋ １．１．３智能控制及其功能特点

１，ｌ３．１。智栽控制曲禽义

餐麓控籁越赞霹系统懿车确定整、≤＃线靛、复袋饿露撬蕊来静它燕一门赫兴秘综合裂 交叉学辩．它每人工智能、舞动控制、运筹警、计算机萃幸学、管瑾工程、模糊数学、神经嘲 络理论、避化论、模式识别、信息论、仿生攀羊ｎ认识心理学、人工生命攀等肖着密切的芙蘩，

楚甥美攀瓣稳互舞冶与渗透懿产魏其有广蠲魏基臻麓最；辩“餐能羟麓”这一零添还浚番

确切静激哭，ｌ￡髓鉴壤系统协会褥箕辩幼冀：智糍燕涮系统必颂晨糍模援Ａ擞孥泻 （Ｌｅａｒｎｉｎｇ）和自适应（ＡｄａｐｔａｔｉＯＤ）的能力 １．ｉ．３，２舞缝控铡贊特患 馨糕羧期不弱予鲢麓控蠢《遴逾秘现魏控裁避论懿热理方法，整粼嚣不孬是荦～鼹数学辨 析模型丽蹙数学解析模黧和知识系统糊結含的广义模型。檄括地说智能控制具青以下麓率 特点：

《ｉ｝学澎戆力；瓣一个过程或箕嚣魂懿塞妇特撬掰霾霄浆镶惑瑟进费学习，勢将褥劐懿经验瘸 予进一步髓计、分类、决策或控翱这瓣予束知对象的认稚秘麟识，隧教挺稍系统性能静避一

步改善鼹十势有利的。 《２）缍袈练台憝宠霹复杂懿强务帮努数豹蒋臻器售意，其嚣照毽、缀缀、魏调秘综金决裁蓊 鼗力势嵌避帮避程串襞骥爨粪赣子太懿苼麓经和瑟溪援。 （３）适应能力由于智能控谁４不依赖于对象横掇，智能杼为表现为从系统输入茔Ⅱ输出的映射关 蒹露使辕入楚系統双拳窍遘豹铡子，鬟绞避滋援孙、熙黉簿方法也《§绘掇送当的输蹬，搬荣 系装孛麓帮努凌瑷鼓滩，瓣熊燕霉工髂，菇鲶毽警誊信磅，莲麓毫毒亍修袈。

（４）优化能力。由于智能控制擞有在线特征辨识、特征诚亿和拟人等特点程整个控带《ｊ妻＝襁中 诗算机猩线获褥信息，安时处蠼并给出控制决策，通过不断谯他参数秘寻找控制爨蠛佳络拯 形式鞋获德熬搭最优控铡健戆。壹她我稍潺楚遗著爨僦嚣蔫磊言，餐笺羧餐莛孵决传统避

程控割麓黻瓣麟、提蒜按镧葳爱韵重簧途径

１．１．４模糊神经网络

ｌ。１＋４１＋模糕装统黪發蘼历疆

在工波避纛控襄ｌ实黢孛，鸯诲多雅滋慰毽懿控澍鞠露愆豢瓣捺糕方淤戆戳骞羧控期。

枣煮替攀鞣疆尘掌菹捷文

然而富霄黻騷的操律者却艇运甩大特帑赫躐察．捺西稿澄霹能奔。遥媳藏擞可鞋安念蕊教

舶对这一裁ｊ＝电糨进行控制由予模糊控制＝ｊｌ睦常是對这种人髅解决方案的嫩好近似．因此傲也

蔫臻毫曩熟瓣鬻邃嬖蓥懿籁惩，暴羹饕瓣糕惑寒鏊蓬攘鞘蠛露÷彝避囊嶷聪鼙骞骥糍靛熬爨

缝是天睡鹣王蓿惠蕊一辩婚钫式。熬薄选舞看鬣麓饕瓣藩意琵臻露露莠不器薅蕊辫辍

～个精确的推理结果。究熟黼囡人们疑域樾糊概念可姒獠虢比精确擒潍鞭丈的范围。从而

｛§蕊瀑蕊蓬餐蘩夫攀蕊魏舞§蠹曼惫黪寮楚巍ｚｇ，Ｓｅｔ釜交枣罄淡褰霪了表这攀餐搂 槠性的偅嚣概念～隶属函数从而突破了１９墩纪德国数辩激廉特宅Ｂ立瀚娥蕊集合理论静端隈

性。借助子嫩属涵数可以戳热一个模糊概绺从完铨不属予划宪全隶属于的过渡才能对所省

黪蓑饕錾惑避露霆耋裹幕。褰蒸运蘩彝搂怒羹皂了翥ｌ黎黎埝瓣爨擎蠢璇 １９６８苹＊Ｉａｒｉｎｏｓ袭袭了搂赣逻辑静磲拣爨营，逵一搬裔囊正菰森瀚镤辫莲饕憝溅熏

１９７４邻＋Ｚａｄｅｈ又进行７模糊逻辑推擞盼研究，從燃模糊理论麟了～个熟门的谢趟。 建立在鬃獭避蕊鍪箍―乏魏撩凝撼理是一转避｛越整理爵豁整翳获零匏援糕穗惠魏提下逊磐霄 簸藩蜡蘩饔浚肇，蔼羹手：键落蓉辩滚簿饕漤黪嚣臻蘩瀑懿罄露著鼗凑意骧宅要隶熬怒耩

命题都是稍确的．不能商举点含糊。１９７４罐英国盼Ｍａｍｄａｎｉ首次用檬糊逻辑和檬糊撒毽

（§ｉａｘ－Ｍｉａ汰）实现了世辨上第一个试验性蛹蒸汽机控制，辨取得了比储统的直接数譬控制

磐蕊雯罨懿羧慕，毫爨纛醛遣簿卷蓍矗霪ｌ激漆器滚遵耩避簿王整彗裁嫠器嬉襄蠹塞餐了壤

模糊溅擀是一项正程麟麟中嘚技术．黜夸它还没有聪为完善的系统分析技术，一般黼喾 篓嚣在銎褥上露菱建蘩缝爨菠餐囊惫雾辨涎戆运霉襄凝漤褥篓控爨豸ｌ髋躲稔宠爱；燕辩骥鬻

靛聚懿裴敬帮疆定隶靥瓣熬翁透雾蚕泰褥辩宪善鲢罄漆ｍ

模糊粥糕论和模糊控制的出现只不澈懋近二三十耀的鬻，迄今模糊避辚已涉及刘溅烧辨

毛ｌ采氧漱舞蓥稳袋爨掰褒

菰、羲擐鞘挺熬纂最圣｝饕羧粼理谂鞫番羚燕。

所谓神镪阏络系统髓捕剃篇工程撩術举段模拟Ａ膝粹缝随络薛辩将潮坊蘸盼一种控术

系统它娥～种太规族薪榉的ｊ＃线性动为擀蘸筑。严格的锵警率经网络成谶猕为人工鉮嫩阏络

轰了菱建蕊鳃。一薤誊鼹夫王：享童蓥拣黪经嚣终；露蕊运鸯臻｛融《鼢ｌ

神经硝镪的研究斌∞年代裙齐始楚令已蠢半个瓣蕘酶委盎，１９４３苹幽磷攀象 ｝ｌＩｃＣｕｌｌｏｃｈ犟廿数学家Ｐｉｔｔ８首先提出了－凇试神经元模溅（简称ＭＰ横粼），１９４８年Ｗｉｅｎｅｒ 懿赛窭王嚣精簿羟嚣鏊翁翳袋惹婺了霞黉麴捺凄婺瑶。ｔ９４９霉。磐爨学寒｝｛ｅｂｂ臻出了择缝 元戆擎嚣蕊辯整饕澄醛褥鬟青了胃爨憾。ｌ衢ｇ摹Ｒｏ￥ｅｂＩａｔｔ器逡了薅躲器黎黎＊ｔ９６２

年，Ｂｌｏｃｋ硝解析法证明丁感知器的学習收敛性：同年Ｗｉｄｒｏｗ提出了赫遁应线性元件１９７２

筚芬兰ＫｏｈｏａｅＡ蓑表了娥憔棒经莉终攮趔，１９８０年批叉提出叻塑鳃缎姨射理论。１９＃２年

美嚣鹭莲攀家ｇｅｐｆｉｅｌｄ瓣姆笺嚣霪蠹骧寤姆莲滋器了麟嚣，亏；天了憋爨嚣婺嚣￥狳餐遵

中喃林带院硕士学位论文

了网络的稳定性判据，提出了用予联想记忆和优化计算鲍新途径１９８６年Ｒｕｍｅｌｈａｒ％等人 撵壅了误差反囱簧摇神经耀络，麓称黔鹣络它莛一手孛缝鞠羞满足绘定瓣辕入簸滋笑襄方 惫进｛亍垂缍绥耱捧经霹终。１９８８牮Ｂｒｏｏｍｈａｃｅｄ将径自基函数帮多墨辨经鞫绣避行了辩跑 揭示出二者的关系。１９８９年Ｍｏｏｄｙ和Ｄａｒｋｅｎ提出了径囱基函数，弼年Ｊａｃｋｏｎ论诞了径 向基对非线性连续函数的一致遥避性能。到目前为止已经提出了许多种ＲＢＦ网络纳训练算 法。ＲＢＦ的优良特性使其成为替代ＢＰ网络的另一种神经网络，越来越广泛的应用于各个

模糊系统与神经网络的络龠

神经网络本质上是模糊的神绂网絡的优点是自适应和可以被训练的，肖自学习能力 神经网络结构本身决定了它是大规模并纾机剐，容错能力强神经网络的关键特饯和基本限 制是其所知的信息为隐含的，如果鬻避瓣它几乎是不可能的两赋予它的权是宅工佟健糍的 美链，然纛我髓圭器无法籍遒投毽程瑷瓣棒经蟋终在敛圣｝么也就是说毒孛经耀络联瑙鹣添富对 于我嬲来说整罐疆理鼹戆。蠢搂稍系统它掰其存豹知＿ｌ【｝｛可透过该矮蠛鮑专家鬟袋横鞠系统 的缺点是摸期觏劂靠入豹壹觉经验制定。它本身不具备学习能力在复杂系统巾，模糊控割 规则越多则计算复杂性越大，且辩螫识别和建立规则的对间随觏则数增加面以攒数形式增 长这大大限制了模糊系统的应蠲范围。 模糊系统和神经网络虽然在概念妁内涵上有着明显的不同但二者都是为了处瓒蜜际中 不确定性、不精确性系统的问题。横糊逻辑模仿人脑的逻辑思维用于处理模型米知躐不精 确的控制问题；神经网络模仿人脑神经鼐的功能，可作为一般的函数估计器．能映射输入输 出关系由于各自结构上的特点，宦们柱应用中也有各自的优缺点如果两者相结合。就能 各取所长共生互毒卜。这实际上是人大脑结构秘功能的模拟一大脑神经网络硬件掘矜结稳＋ 蘧惠模鞭整理软转思维功能 我｛｝ｊ经零称搂鞍系统与毒孛经瓣终鞠结合静技术凳摔经搂鬻技术，势显熬冬乏慰藏豹瘸終 为模糊神经丽络当蘸，在国内掀起了～段强劲的研究神经模糊技术静热菇箕技术残聚褥 到了广泛的应用。

１．２热风炉智能控制系統

１．２．１研究背景 高炉热风炉是给高炉燃烧提供热风以助燃的设备是一种储热型热交换嚣。豳内太部分 高炉均采用每座高炉带３至４台热风炉字＃联轮流送风方式保证任何瞬时都有～魔热风炉给

嵩炉送风，丽每座热风炉都按：燃烧唯止聪风一体止一燃烧的顺序循环苼产当～廉戏多瘫

熬风炉送最时，男井懿热熙炉娥予燃烧域体止状态送风串鹃热风炉缓度释低嚣，她予休垂 技态豹熬最妒投入送最幕送戴热娥炉辩箨止送最著开始然浇、藿蒸壹至瀵痿遮翔簧求爱， 转入休止状态等待下一次送风

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热风炉是一个菲线性的、大潦爱蘩统，影响热风炉的医素有摄多并且备耱因素襁豆牵 懿，霞＿｝｝｜：导致它瓣控襄ｌ过程｛｝鬻复杂缀蟪瘸疆确靜鼗学模鳖箍连。用健统的方法建壤使 整个控割系缓置于模型挺桨下，簸乏瑟添谯及应变住穰燕箍经对复杂系统静按戮。 １．２２鬢走熟风炉控制系统戮状殿豢凌熬闻题 目前许多钢厂热风炉控制系统采厢幽可编程控制器（ＰＬＣ）与过程控制器（娥粲敞系统） 分别完荿电气与仪表控制的方法进行控制。例如改造前的广钢３＃高炉热风炉采用ＨｏＮＥＶｗＥＬＬ ￥９０００过程控制器完成仪表控制采鼡蹰门予￥５１１５Ｕ可编程控制器完成换炉控制；浆钢 Ｉ＃７５０Ｍ３高炉热风炉控制系统采用夔豳ＭＯＤＩＣＯＮ公司的Ｅ９８４―６８５ ＰＬＣ完成顺序控制和回路控 制：鞍钢１０号高炉热风炉采用英国欧陆公司生产的网络６０００过程自动化（ＤＣＳ）按制系统完 荿热风炉燃烧控制，通过接口与№ＤＩＣＯＮ（ＰＬＣ）通讯由ＰＬＣ完成热风炉自动换炉、邀风控制； 宝锈ｌ＃高炉热风炉电控系统采甩强本安川ＣＰ－３５００Ｈ ＰＬｃ，仪表控制系统采用日本横溜 ￡￡ＮｌＵⅪ一ｃｓ纂鼗控裁系统上位糗采用ＨＰ－９０００，电氣艇ＰＬＣ窝经表静现场控裂站瓣戳Ｖ－ＮＥＴ

圈连接上蕴凝惩逶过越太两遗接，ｖ一磁｛阚巍潋太矧霉逶遘ＡＣＧ（遁售接磬）恣援

这类熟风炉存在的闯蘧主要旁秘方孺： （１）基础自动他控制系统设计不仑迸 大都采取用可编程序控制器和过程控制器（或集散系统）汾别完成的方法进行控制。这 种方法的缺点是为了将各部分连接成一个统一的系统必须投入相当大的工程费用、时问和 专门知识将不同類型的软件和用户接翻予以配露、编程、调试和测试。这使得熬个控制系统

（２）热风炉燃烧控制问题 传统的高炉热风炉燃浇自动豫蘸绕聚用数学模型计篝所需的加热煤气流鳖秘助燃空气 流量荠诗算出空燃吃。热最炉滠黛浚嫩数学模型靛基奉聂理是使燃烧对热菇炉楱予转鮑薷 热璧襞够灌跫蕊鼹温度和渡整翁娶裳鞋获褥最佳经漭效益。由于热最炉戆燃烧过程爨一个 连续的动态交诧过程控裁静主要藩滩燕鈈能及薛褥至ｌ控翻捧用浆反馈信息＋嚣粼控粼效莱 能通过输出测量体现对，此时的控制作用强度往往已过头了因此，欲实现燃烧ｊ蜚穰拍实时 控制所需的数学模型相当复杂。此外对于燃烧高炉煤气和焦炉煤气的具有兰限燃烧器的 热风炉来说，由于高炉煤气和焦炉煤氣分别进入因此需分别进行高炉煤气和焦炉煤气流量 控制，且需进行高炉煤气和焦炉煤气流鬣比例控制这使得系统回路更多、更复杂ｔ阍时还需 设置煤气成分分析仪，这种仪器不仅躁资而且还需要良好的维护。一座高炉通常都带有４ 个（或３个）热风炉如果每座热風炉都建立数学模型、设置煤气成分分析仪，不仅所设的仪 衰和控制回路较多而且投资也相当犬，因此国内撮少喜工厂采用 许多工厂，包括广镪３嚣号热最炉失郝使藤较簿单的控裁系统帮只鸯漂气憨簧援力控魏 和煤气及空气调节藤覆蠡动控裁，嚣阑毽豹设定基或开痘壺Ａ王控裁麦子大王羧翻滚璐在 预热攥气和空气溢痊、嵩炉搿蒜鼓绒滋痰巍滚囊、劲燃空气压力等变诧对醴投熬斑妒薷热量

串京抟学簇壤±擎靛谂窝

尚有富裕辩及时修正热矾炉加热的糕≮禅窝气量，黢黼ｉ盎累到节能鞠伉化热风炉搽律的目

露嚣密鼓蕊囊鬟熬魏势爨巍蓑熱瓣轳蒜夔蠢努鬻煞，遮鬟最餐燃烧藏霉器髓镰鬻蹇 妒逑最瓣潞鹰释辩闺，又裁最大辍魔静黼痧糍漳消耗瓣臆热蕊妒拱掰滟撩，班延┅醚热蕊炉

寿命是鲁火钢厂亟待解决的阍题之一

１．２。３熬装妒藿鼗蔽黎鬟凌蘩爨麓惑楚

鸯了第髓、簿蓑、黢耱群境嚣饕诲多镶广蔞靛裰避行技赘戡邈。零餐懿整黻蘩绕裁 功运用程广镧球式热风炉上为解决熟风炉控制问题搬供了一种新的牌路。

在王烂奎产孛臻黢媳Ｄｃｓ象统基懋不§§灌是∞镲谯爨裁强过黎橙粼蓑绞静设诗挺雅 释要求，零餐瑟整蠢薅≤簌审蕊矮彝设诗蒹鼯隧霸予鑫霹簸￥Ｉ激ＴＩＣ ＰＣ￥７撩裁系魏；它海我 霄ｊ提供了一个缀～麓、辩敞的技术平蠹。裙却了鞋往洚褥箨系统连接擞一起蕊必矮裁辫走鬣

能人力、附閹逑孬接口缡攘、诲试的鼹娥；焱此基础上椴撼热风炉撼测系统的王越撩液。

拳誊戆控嬲篆魏黎嚣嚣西予凳鹫叠蠡黪壤程竣磐逮费７羧謦羹势；窝袋嚣臻逮罄舅法大夫

撬蹇了懿瓣妒控翻系绕鹣Ｗ鼗缝，簿憾慈统维护熬赞爝。 在嬲炉燕娩的生产Ｚ豫中热风炉的燃烧控淛是～个擒当重婪的部分，由于热风炉燃谥 控裁系统瓣楚黎鎏彝多瓣憋袋露鬻援翁鬟蟪建模、分辑器控裁鲍方涟戆越瓣宅逑褥炼塞犍 鬻。又秘嚣斌麓露更煮逡黪箍裁方注瓣魄融鼠萨爨浇掩黼瓣瑟罄鼹拣鬻麓遂年戴骚黻来戆

一类控制商法，它的最穴将麻在于不鬻辫辩辩精確的、豫爨的数学攒粼帮能控制的核心楚 控割决缀，蜜袋耀灵嚣撬旗靛决策方式避谈控锻朝饕鲻摇瓣辩撂遥避＋戳藏鸳能控锻璐撼矮 舞纂交燕蔑妒鬃浇秘瑟熬慕簧等襄餐熬楚蘩系鏊豁獒凳鸯霰多，蠡释袋蘩霉鏊骥露绪囊 形成新粒羧镧方式。奉论擞采糟搂赣羧粼肆棒经弼络稽螓鸯静方式娶黼热斑炉燃烧拣粼窀

将智能撩制的研究成果艘嬲予热风炉工业谶穗的控制中，书富和发展了留黼控制的内容灏 瓣鞀复杂羔嫂嫂莛控裁鞫鼹撵袋了一耱麟靛逸霾。 Ｉ．２《热菇妒蟹瞧靛懿幕藐实淡警鼹
１．２．４．ｉ。￥ＩＭＡＴＩＣ ＰＣＳ控制系统

ＳＩＲＥＴＩＣ越辨（ｓＩ黻｝ｌｅ

Ｃｏａｔｒｏｌ舞ｓｔ蝴？≥道罄控裂豢统蹩筵ｆｊ子羚靛靛麓

一蔑遘释懿籁裘臻窘鼹鞭ｎ予公司臻食激兜避翁诗辫耩敦、疆蒋羧希，袁嚣羹子公蔼妫 ｓ？系捌掰瀚程控靠《器及ＥＬＥＰＥＲ鲑系列熊淑累统的基端点，黼离所霄趱糯控涮应璃璐☆酾先 进过程控制黎缝

ｓ｛璐燃ｓ瓣≥蓬疆藏懿蘩襞粪簧了耱下蔻夸妻鏊簿褡鑫；（３≥蕊液翡嚣靠繁琴稳霆魏

（２）齑遴燃＋大容量麴羧涮瓣＜３）嚣声／蔽努箍弱绻鞫＜《）集串静ｔ献上翻下静麟辫方建
（５）能减灌、Ｗ靠地嫁接予滋系统（６）絮Φ的，发好的＾机界碾（７）盘肖配方功熊的撤 整楚理憩《８＞羿袭戆缀褥鹫疆露罄毽添港爱透最《９）粒避凄慧绫攘寒漆鸯一镩＊

串鬻转攀麓硬±攀证论文

ｓＩ姒ＴＩｃ ＰＣＳ７采用优秀的上位机软件ｗｉｎＣＣ作为操作和监控的八机界面，利用开放的 现场总线糨工韭鉯太鄹蜜溉蕊场售惑袋浆和系统通讯采恩ｓ７鑫动优系统｛每为现甥控制单 元实瑗遵疆控裁，弦瑟港多襻瓣分每式Ｉ／０接竣臻蓊传惑撿裁售号

ＰＣＳ７是棼予全集成自动化思想的系统，熊集成的核心怒统一韵过程数据库和

唯一的数螭库管理软件所有的系统倍感都存儲子～个数据库中而且熙需输入一次．避样就 大太增强了系统懿整俸缓移蕊惠酶磺酶瞧。

ＳＩＭＡＴＩＣ ＰＣＳ７的通讯系统采用豹熬工業以太闽羊臼ＰＲＯＦＩＢＵＳ现场腺线工业馘太网用

于系统站之间的数据通讯。

ＳＩ淞ＴＩｅＰＣＳ７采题符会ＩＥＣ６１１３１－３翟酥标撞静缡程较｛牛帮瑗场设器蓐提供连续控制，

鞭亭茬涮蕊麓蔹编程语富现场设善簿掇供大量翡常麟的蕊场设备糖患及凌毵交，掰夫大麓 化组态工作．缩短工程周期ＳＩＭＡＴＩＣＰＣＳ７具有ＯＤＢＣ、ＯＬＥ等标准接口，并且应羽以太网、 ＰＲＯＦＩＢＵＳ现场总线等开煅鄹络从丽其糍桓强的开放性，可以穰窬描地连接上位机管理系 统鞫其它厂厂蓊戆燕蕺磊统

１．３本论文所做的工作

奉论文设嚣了燕蔑妒餐撬控骶系统。它赞瓣热避炉控裁系统存在豹阕瑟遵符了鼷鸯嚣

对于热风炉基础囱动化方面．根据熟风炉工慧要求．利用筒门子公司最新推出的

ＳＩＥＡＴＩＣ ＰＣＳ７控魁系统，对广钠热风炉进行了鞭俸配置圈时运尾嚣门予公砑提供

鹣ＳＴＬ、ＳＦｃ、ｅ粥编程｛蓦言进纾了藿亭设计。

对于热风炉燃烧控制系统举论文采用基子脚Ｆ神经网络的模糊控制和决策的方法

辫决热风炉燃燒控制问蹶。ＲＢＦ网络是一种品质优嶷的网络．巍经证明改进的模糊推 骥系统在滚是一是蔡｛学鞋与爨一能鲶ＲＢＦ秘经鹣终系绞具鸯鼴数等蚤性率谂文秘臻 ＲＢＦ网络确定模糊绒则数，避免丁单纯依靠入Ｘ经验确定模糊规则数的不足通过大

擞聚集的输入、输出数据對，利用横糊ｃ均值聚擞技术确定ＲＢＦ神经网络的初贻位置 穰矮改进豹Ｂｅｚｄｅｋ势区祷校验判决凑定最佳模糊逻辑援刘数，然螽洅羁髑蘸门子公

司糖供麴模鞭控制块去控杀ｌ被控对象实际谴瘸结果袭餮，这辩罄靛控捐嚣法曩有良 好的鲁棒性和邋臌性对热风炉燃燒系统能嶷现有效的控制。

１．４本论文静态窑缌炽

（ｊ）第一牵绪逢奔缨了餐麓控裁爱戴敬况、燕菇妒智稔控裁系统鹣研究鸷囊、磺兖靛蠢义 及实现的平台同时介绍了本论文所做的工作。 （２）第二章介绍热风炉二Ｅ艺及控制要薅乏包括热飙炉的工作状态、电气自动換炉放过程控

（３）第三南模糊控制模型结构与学习算法。包括模糊控制、神经网络控制、模糊舰则的获

串鬻鞯攀潴鞭士学穰论文

《《）篥遴鼙熬菇势智能捺熬毽攥热菇炉燃浇控粼攘褒，妒燕擎驾、燃浼摸餐控截舔浚诗 《Ｓ）羹蠢霉疆磐爱诗蛰捺蓑统麓赉、挺裁箍、骧Ａ辕露餮交嚣幸｝ （８）第六鬻较嚣实器，毽帮弼ＳＦＣ、Ｓ戳、ＣＦＣＮ程谬器察麓基磕蠡舔纯音§分芨餐滁濑筑帮

《》第七鬻蕊麓忣翁论，键摇盛鬻黼瓣激糖埝

孛鬻林学院颈±学佼论文

第二章高炉热风炉工艺流稷及控制要求

本章奔绣了ｆ锈３＃菇炉热最炉鬟控魁静設餐绔况、王艺滚程鞋麓王艺控券《娄裳。

２ｉ广镧勰裹妒燕飙妒系凌概况

广钢３＃高炉熟风炉热设置四座球式热风炉，每座热风炉由燃烧燮、蓄热室、混风寝以及 各种阀门鞠相应的管道枣句成四座热风妒基幂二台助燃风棍，二台黝燃风极一台工律一台备

震；热爨拶餮譬爱气余热阐鳇装置

３＃黼炉热风炉设祷介绍

２．２．１单座热风炉闲ｌ’１ 每鏖燕鼹炉瓣门分鸯邀风系缝蓬门骏爱燃浇系统瓣门。送朂曩统澜门春；冷菇黼《臻蛰、 热风阀（ＲＦＦ）、冷风克鹾阏（ＬＣＦ）、冷风调节闽（ＬＴＦ）等燃烧系统阀门有：废气润（阳Ｆ）、

烟道阔（ＹＤＦ）、助燃空气燃烧阀（ＺＱＦ）、助燃空气调节闽（ＺＴＦ）、高炉煤气燃烧阀（ＲＳＦ）、高

炉瀑气甥断阕（砜萨）、蔫炉煤气涌节阉（瓣Ｆ）等。每蹙燕风炉需要搿燕墅《整控裁豁涎门按ｌｌ 夺

２．２．２热风炉公用蒜绒阀门

热熙炉公甩系统阀门肖；热风炉捌滤体风放鼓瓣、漏风切断瓣、溉风调节阖。热风炉公

霆系统藩饕控裁弱瘸门共蠢３争热最炉泵统蚕蟊霸２．１器录ｅ

匿２．１热甄炉系统结鞫睡

２。３熟冤势工芑流褪及泛慧整凝鬻躐

２．３ｌ熬风炉工艺藏耩
热风炉主鬻任务，鼹姆融冷风总姆灌嫩雌冷威经熱风妒送风蒜缆阀门送至热风炉加热 嚣秀蘧戮悫妒。 ２３，ｉ１＋熬菇妒嚣芰终按淼

热风炉盘疆有三种ｚ｛乍状态；即燃烧状淼。送风敞森朔闷炉工终状淼 （１）热腻沪蕊娆靛惑 熟藏炉缎子燃巍蔽誊对，遴过豢｝飘轳艨壤营逶辩赣爨鍪气管道羯热甄妒送入菇炉煤气釃

助燃空气高炉煤气和韵燃窜气燃烧产慧热烟气傻熟飙炉薷熬；热风炉簸予燃烧状惑簿，冀

废气蜒、烟滋瓣、助燃空气燃烧润、高炉煤≮燃烧阀、舞炉煤气切断嗡等瓣坶处于开始状态
箕它蚤鹈（瓣鞭褥）鹭懿予蔌羯毅泰， （２）热燕妒送斑蔽悫

热飙炉熊乎送风状番时姠燃烧络康鬻糍一定熟攫的热风炉送入冷风．冷风经热风炉加 蘸羞苒送入鬻沪ｔ熬爨炉撼予送最装豢薅，麓羚晟瓣、熟髓簿、冷蕊充壤耀警楚予嚣囊梭卷

箕它毒瓣（秘掰耀）稳黢予荚瓣状态。

（３）热风炉闷炉状态 热鼹势簸予蠲炉靛容辩＊势稼持滋褒热捉ｉ妒麟鸯瓣麓怒均鲑予荧翔状态， ２．３ｉ，２燕魏妒２１２嚣跤京簸蒋按 热斑炉熟予上述三释敞悫之闻秘转簸过程定义两挨ｉ；舟进程。在熬澈爐懿操律避藕率藏基

本鲍工｛乍进耧是挨炉按炉时，应保证熬个热风炉系缆不阍断的向离炉邀熙并皮赆鼹使遴 天蠢炉斡斑裁、逸基波魂壤枣，还要注意漾气安垒 热溅炉互佟状态蔑鬻塌瓣蔟事鼙下；

孛南转学虢额±攀棱谂文

ｒ小燃烧―卜休ｌＰ◆送风―■休』匕＿］

持黼步，首先进行燃烧转焖炉掇作然后避焖炉转送风操作。 Ａ燃烧转焖炉

接照熟蔑炉静送风簸垮先确定遴蕊蘸蒸最炉＋熬矮撞验谈热腻Ｉ妒现靖裁戆王作状枣。 若在燃烧状态方能发出换炉信号，避行燃烧转燃妒豹换炉操作魏时热矾炉处予换炉中，

不允许做蕊它操作．哃时需对操作段进行时间检查幽操作时间在规定的时间内究成，则正

零若越时则发出时瓣超越数障信号。辫精葚燃烧系缆瓣门需按燃燒转焖炉靛操作顺垮进行 要螽；证阀门闯麓控翻联锁。燃浇转娴炉购搡箨程彦为；廉动盎然巍至焖妒戆定砖嚣按定对

器设定的时间动莋阀门；关煤气调节阀、煤气切断阎、煤气燃烧润、肋燃空气燃烧阀、助燃 空气调节阀、烟道阀：越烟道阀后，崽时器复位撞鬯由燃烧箌焖炉的时间，若过长发出 霰警偿胃。 Ｂ焖炉转送风操作 当热风炉完成燃烧转焖炉控制岩威给出焖炉中接点信号。熟风炉进行焖炉车搴邀风操作 时苓允诲镁其它操镎辩鲢黠操作段进｛亍霹闻捡查，蛩撩｛乍对潜在蔑定戆对阉内完成＋魁歪 鬻若趣辩翻发密嚣童滴超越故酶蓿号。备送风系统润门需按焖妒转送风的操佟颞搿漱行要 保证阀门间的控制联锁。当热风炉进入送风中则发出避风开始脉冲对送風进行计时，与此 同时解除该炉的挨炉糖令焖炉转送风的操作程序为：壤豌定时嚣；垒湃冷风调节闽、冷风

均歪鞠、冷熙黉；定对嚣复建，捡妻游隈在蒸劳联王话潮露，封舞冷最溺魏嚣辩麓豫冷 风调节湖的锁定状态。参与送风调节在其它情况下。冷风调节蒯处于锁萣常升状态ａ

（２）避风转燃烧搬作 势鼹参蓍先避行遴最转鲻炉搽佟，然后建焖妒转燃装撵露ｎ Ａ避风转焖炉操捧 送风热风炉得到逊风轉焖炉指令麒应检查热风炉避风操作方式，若为单炉避风方式 赆检查建露有墨一座热熙炉楚子送风拣惑；若为交叉势糕送风寅式，鬟｛ｊ捡壹是否有其它两座 燕最妒舱予送晟状态褥澍膏定答案舞，方可发出鸯避风转嫡炉指令秀舞，莠避斑幕统褥

门需按邀风转焖炉的操作顺序进行辫保证阀门间的控制联锁。送风特焖炉的操作糨序为：

启动由送风转焖炉的定时嚣；关冷风阍桎热并联工侔制时，同时鎖慰冷风调节瞬为关闭状 态：美热鼹瓣；定嚣器笈毽著检查蹲隈。 Ｂ焖炉转燃烧操作 当热风炉完成送风转焖炉控制后检鬻燃烧条件魁否完各，如聚条件完备开始焖炉转 熬浇楚正嚣撩终。雾终备燃烧系统润门箍接窝炉转燃烧鲢操作颥守避茸亍，要保证瓣｛、＾ｊ阊蘸 控制联锁焖炉转燃勰静揉作疆亭为：褥鳓焖炉转燃烧静指令焉，捡搿该燕风炉静状态若

串露裤攀巯矮±掌谯论文

是在焖炉状态，则启動焖炉转燃烧定时器；废气阀全辩后待烟道阀苜仃席压差小于禁设定值 对，开爆遴瀑；关废气阉｛开助燃空气燃烧阕、煤气燃烧阀；鞘開助燃空气谎节瓣：帮煤气 镄羲鞫；鞘野潆气璃警溉｛定对器复键莽硷套对麓。 ２．３．１．３热风炉送风工作制度 热风炉的工作制喥即避风方式宥四种．全交叉并联送风，单纯弗聪送风单炉避风，鼹

浇一送热最炉懿主甍二￡侉镶囊为全交叉箨鼗遴莲工作糍，其它邀风方式螽鹫王佟剿

（１）念交叉并联避矾 四虞热风炉中，平时有两座处予邀风状态另掰燧处于燃烧状搿。两座并联避风的热风 炉送鼴辅瓣挺互错开半个髑甥各热风炉静鸯部状态均校差整个嬲期鹣器势之一。

蒸飘妒备妒邀风鞭痔为：ＮＯ．１一一Ｎ０２一瀚３一黼４

铨交黑并联送风分为两种形式：Ａ热井联送风：濑过调节冷风调节阀的开度达剁规定风 温热并联送风也称为变风量交叉并联避风方式。Ｂ冷井联送风：邋ｊ垃调节混风调节阎盼开 凄达到魏溢跨弗裴避熙瞧嚣舞定建鬟交叉辩驳避风方式。 （２）单纯并联送风 也称为两烧两送工体制即每次都村瓶座热风炉间时送风。单纯并联送风工作制的时间 蜀；爨潜交叉荠联避风方式 （３）革炉送风 也称为三烧一送工莋制，指只有一鹰热风炉向简炉送风其余兰臌热风炉处于燃烧或焖 炉状态。热风妒备炉邀风顺痔失：ＮＯ．１一一Ｎ０２－－Ｎ０３－－Ｎ０４ （４）鼹烧一送工痒制 当禁艇热风炉检修娥出现故障时熙有三座热飙炉工作，此时成农上述送风顺序中除去

未工作的热风炉号采用＝烧一送工据制。三座热风炉工ｆ｝对为单炉送风．仅有～座热风

妒彝囊妒遴鼹，其象二窿热最妒娃子燃烧状态（或褥炉）送朂沪狄豢转换必颈在燃巍结索 熟风妒投入送风状态菇努可进行。

例如：Ｎ０一ｌ热风炉避风结束转燃烧ＮＯ．２热风炉燃烧结束转送风 按爐指令发塞对饕先进｛？Ｎ０２热熊炉盎燃巍一钵止一送菇静转按：ＮＯ２热风炉遂入正常

送虱菪，蒋送行∞ｌ熟敲妒垂送最一秫圵一燃巍靛转撩。 （５）藏它的运转操作

Ａ邀风方式的切换：送风方式的选择必须按休止―卜单炉―’井联―◆单炉―■休止

豹蹶滓进褥零莰诗要求，褒妒毫正攀嬖孛工箨羲疫可滋裰互转按，擞搏方式可臻嵇褰选择 在转换和滤择过程中，沭允许有中断送风的情况出现这是程序设计中必须保证附ｎ Ｂ热风炉状态转换遮择：正常情况下。热风炉经常处于三种状态即燃烧ｔ焖炉，送风 辅炉过程中热最爐阉门垒嚣镪断。当热鼹妒盘一静王佟妆态转换为勇一秘工｛乍姣态辩ｔ均应

经过焖炉的过程并按一定韵程痔启龋阀门。在ｃＲ｝上没囿状态转换选择簌按锰逡簿燃烧，

孛褒棒掣蔑疆士擎证谂文

焖炉遴风三种状态转搬。状态转换选择按钮与单炉自动按钮相配台即可实現将现行炉子的 状态转按鲫所选择的状怒上 Ｃ避风定时嚣麓设避：避晟定辩器鼹茨窭童动羧妒攒专裁。避辍黠丽定对箍靖鹣设定磊 只偠操于符ＣＲＴ上的自动软按钮，定对嚣就开始计时时间到就自动靛ｉ圭ｊ换炉指令。 上述四种进风工作制中其总周期时间，送风时聞燃烧时问．擞炉或焖炉时间可根据

现矮黔其律馕琵透露修定。逝懿菜痊热风妒提蓠巍好了，就哥撩终秘棼燃瓷箨盘按镪蓑出

自动燃燒捧止指令热飙妒就盎燃烧转为焖炉状态。戮此辅炉及燃烧时简掇据具体情况确

２。３２热风妒换炉操绺方式 熬照妒嚣撵终方式戳壘塞动按炉，串毒魂挨妒洚奎考瘩癸热燕．妒簸捻嫠，蕈侮设备熬 检修以及调试分别设鬣单炉自动换炉．手动联锁操作和解锁手动操莋，现场操作

鸯霸按炉鞋霞定豹避风醇瓣或邀勰瀑整髂鸯燕炉穗令。揍炉豢令笈盘簿参乓按炉蕊熬

风炉各设蔷按送风顺序辩｜联锁条彳，丰自动窥成挟炉操作在送风、燃烧邋程中．送风温度、烧 炉的废气温度参与时间撺制。在设定的时间内如槊熟风炉出口温度低于設定的风温时。则 盎全垂幼变受半妻动势蠹操作者稷援爨体壤爨发出换炉揍令 《２）拳鑫动敦炉 出搽作者根据高炉黛产或热风炉避行’凊况。在中控蛊ＣＲＴ上绐出换炉指令参与撅炉的 热风炉番设器按送风顺黪和联锁条件盘勘宠成换炉擞挥，不必人工平预

单炉由动时，首先确愆状态选择（可选燃烧焖炉，送风三种）然后操作者可操作ＣＲＴ 上的单炉自动软按钮发出操作指令，这榉就可将现行炉予嘚状态依照参加动作设备的联锁关 系垂旃转羧至ｔ嚣选择扮歌态主毽在孳沪叠动并选择燃烧获态鞋，系统虚保证至少鸯～痊熬

风妒赴予遴风状态 （４）ＣＲＴ手动操作 搡佟卷霉在中控室ＣＲＴ上对燕风炉各凌备送行单独簪饕操俸、ＣＲＴ学裁操作姥熟风炉备没

备之瓣将保持必要豹设每联锁。手动搽作逶臻子紧急撩榫簧紧急搽捧鹪设备懿下：冷风均

压阀，冷风阀热风阀，煤气切断阀废气阀，倒流怫風阀混风阀。每座热风炉设～个总

操作方贰选择开关设霄ＣＲＴ手动，帆势体止。

操俸者可在现场设锵操作箱上对熟风炉各设备谜荇单独运转蒜设备仅保持必袋的电气

或机械僚护，用于设备捻修和调试

ｌｇ菠窘鬟炉操臻袋事鼓处理

孛鬻棒拳靛镬±学垃诧文

在热风爐处于全自动．半自动或雄炉自动的运转方式下，有自勘燃烧停止的操作方式

所谓台动燃烧停止指墨燃烧蛇热风炉提藏这到规定鲍鬻热量帮拱联溢度上限值或规定温度 上疆整辩＋盎攥傣天爨接ｅＲ｛上静蠡翡燃烧停壹较菝镪，发塞妻动燃烧蒋正籀夸该热藏斧

就自动柏内燃烧状态转换为焖炉蓄熟状杰。 （２）究全体止 熟熙炉处予荸炉势秘搽佟方式辩为防止攥槔者谖搽俸接嘉妒辫风两酸或事簸，设计袈 定系统中藏有一座热风炉链子送风状蒜为满是高炉俅风或需蒋难～熬于送风状态酾热风炉 转为休止的生产要求，擞有”完全休止“操作 （３）薅妒煤气慝力簿至下限谴

羧戮懑妒漂气压力撩瓣援警蔷号霹，辍攀沪鸯凌方式将釜予熬浇状态兹熬嚣妒爨劲转荛

休止．由操作者决萣是谮进行隔断

运转孛熬勤爨最瓤故簿，爱塞搬饕壤嚣鞋镀象件强裁美霆蒜妒煤气凌颟泻，以犟炉垂 动方式停止处于燃烧状蕊热风炉嘚燃烧淑程 （５）勋燃风机轴承温度高 璐燃热枫辘承瀑发拜蒜努二次报警＋～次投警辩，掇俸者应硷粪靴燃晟辊冷颦承供求瀑

凄煮轴承瀾滂涵羹势律好停鬻该风规的准荟工臻；二次摄警露帮襻止该最梳魏运｛亍。

２．３．４高炉热风炉仪裁控制要求 ２．３４。１离爐熟风炉谈褒挺制鲍主要功缝 （１）髓燃空气慧营蕊力捡瓣窝控制

举控制系统为单瓣数反馈控制．由空气总管压力与设定值进行比较来控淛风机前的瑕

风管上的酉叶窗式调节阉的帮度．从简确保了助燃空代压力的稳定。 ≤２≥冷潆气葸蓉溢度捻蕊、压力裣裁鞠控裁 ｛３）热風炉燃烧控制 高炉热风炉燃烧采用高炉煤气煤气热值经常波动。燃烧控制得好坏将直接影晌热风炉

静拱疆瀑发及爨巍的热数攀医此燃燒控粼是热风炉避难、最关键懿控粼拜苇之一。

（４）熬风妒霭风灌度控铡 热飙温度控制根据工艺采用的工作制不同，风温控制的方法吔不同在基本工作制时，

靠混风蚓涡冷风来调节热风总管风温当使用辅助工作制时，由于此时为两烧两送放风溢控 嚣簌靠先行炉遘風与舞行妒送晟量斡大枣采进萼亍控制鼓这弱稳定最瀑戆露静。 ２．３．４．２．高炉热风炉仪徽控制前主簧移数 高炉热风炉控制系绒盎偠参数有：擞顶温度、废气温度、废气宙飘量、高炉煤代烹管流

量、蕊炉煤气支警压力、霸燃空气总管溢Ｉ发、蚤燃空气总营区力、净煤氣蕊管温度、搀灌气 总管毯力帮净煤气总管流薰

申耩转学豌矮士学位论文

第三章模糊控制模型结构与学习算法

本攀奔缨了搂期系统、襻經霹络数蒸本知识。重点奔缨Ｔ ＲＢＦ横凝禅经嬲终蓑绞豹设诗 过程葵中包括利用模糊ｃ均值聚娄算法确定ＲＢＦ嘲络的中心，利用改進的Ｂｅｚｄｅｋ分区熵 校验判若Ｉ｝确定最佳模糊耀辑规则数以及ＲＢＦ网络宽度、权值的确定
搂期自动控制跫戳模糊集合论、模糊語言变量殷梭釉逻辑推理为基础的一静计舞枕数字 控制。模糊控制的基础熄模糊数学模糊控制的实现筝段是计算机。从线性控制与非线性控 制的角发分类模糊控制是一种非线性控制。从控制器的智能性看＋模糊控制属于智能控制 熬莛骥蠢显它已成为麓翦实蠛蓉姥控镶築一稃重簧嚣又有效戆形戴。

３．１．１模糊控制的基率原理

模糊控制的基本原理可由图３．１襄乐图中ｓＰ为设定值，ｙ为过程输出．ｅ和ｄｅ／ｄｔ分别为 控锻编麓秘德差交讫誊＋￡瓤ＥＣ分别是ｅ鞍ｄｅ／ｄｒ经过簸入量健殴嚣的疆畜纯变量Ｕ为蒺零模 糊控制嚣輸街语言化燮爨，ｕ＃ｊ经过输浅量化以后的蜜际输出蕴它的核心部分为模糊控制 器，如图巾虚线框中部分所示模糊控制器靠软件编繈来实现。微机缀中断采样获敷被控制 量的糙确傻然质将此擞与给定值比鞍樽到误差信号及误差信号的黛化量，将所获德的变化 鬟进行攥糊燕佳交残援糊量罱据庭静模籀语言表拳。荐由ｅ耱ｄｅ／ｄｒ及模期控翎畿剿Ｒ（模 糊关系）根据推理的合成规则进行模糊决策嘚到模糊控制量ｕ。为了对被控对裂施加精确 的控制．还需要将模糊ｔｕ转换为精确嫩即清晰化处理得到了精确的数字控制量厝。经数 攘转换变为壤确携攘羧豢送给羲｛亍瓿掏对鼗控对象滋霉控裁。然瑟串鼗等特第二次聚棒，

进行第二步控制…．…这样循环下去就實现了被控对象的模糊控制。

图３．ｉ横糊控制的基本原理图

３．１．２模糊控制嚣设计的基本方法 搂赣控镬器的设诗遴赘奄捂阻下８壤痰容： ３．１．２．１确定模糊控制嚣的输入变羹和输出变量

中南林学院硕士学位论文

模糊控制器的输入变量一般有三个：即误差、误差嘚变化和误差变化的速率而输出变 量则一般选择为控制量的变化，即增量通常将模糊控制器输入变量的个数称为模糊控制

的维数。常見的模糊控制器的结构有三种形式如图３．４所示。从理论上讲模糊控制器的

维数越高，控制的效果也越好但是维数高的模糊控制器实现起来相当复杂和困难。而维

数低的模糊控制器控制效果又不理想，因此目前大都使用二维模糊控制器，其控制精

一维模糊控制器 二维模糊控制器 三维模糊控制器

图３．２模糊控制器的结构

知识库中包含了具体应用领域中的知识和要求的控制目标它分为数据库与規则库

包含了与模糊控制规则及模糊数据处理相关的各种参数，如尺度变换参数输入、 输出空间的模糊划分、确定模糊化的方法和隶属喥函数选择等。 ?输入量变换 对于实际的输入量．首先用尺度变换将实际论域变换到所要求的论域范围这种变 换可以是线性关系，也可以昰非线性关系 ?输入与输出空间的模糊划分 一般选用“大、中、小”三个词汇来描述输入输出变量的状态。再加上正、负两个 方向并考虑零状态这样一共就有七个词汇，即（负大负中，负小零，ｉＥ４＇正中， 正大）或用英文词头缩写的形式表示为（ＮＢＮｉｔ，ＮＳ０，ＰＳＰＭ，ＰＢ）对误差的变化这个输 入变量，在选择描述其状态的词汇时．常常将零分为“正零”和“负零”以表礻误差 的变化在当前是增加趋势还是减少趋势。 模糊划分个数决定了最大可能的模糊规则的个数以两输入单输出的模糊系统为 例，若两個输入空间的模糊划分数分别为３和７．则最大可能的规则数为３．７＝２１

?定义各模糊变量的模糊子集

定义一个模糊子集，实际上就昰确定模糊子集隶属曲线的形状将确定的隶属函数 曲线离散化，就得到了有限个点上的隶属度便构成了一个相应的模糊变量的子集。 ?隸属函数的选择 对于连续论域隶属度函数常用函数的形式来描述，最常见的有三角形函数、梯形 函数和高斯型函数实验研究结果表明，用高斯型模糊变量描述人进行控制活动时的模

串赢林攀虢醺士学穰论文

糊概念是适宜的本论文采用高斯犁函数作为隶麟魔函数，它的解析式是

式中％是隶属度函数的中心德而。是宽度

参数熬夫毒巍接影穗隶属交数照竣戆嚣欹＋西滚羼嚣数鎏线翦形状季鞫会学致不霹 鹊拄捌特性隶耩聪数曲线形状较炎的模糊予纂箕分辨率较高，控制灵敏度也毂商；相 反窳属曲线形状软缓，控制特性也较平缓．系统稳萣性较好因此，在选撵横糊变量 静模糊熊戆隶属缓数时在误差较大瓣区域采雳诋分辨率的模嬲絮，在误差较小靛嚣壤 采鲻鞍爨分蒺率豹援凝集当谟菠簇涯于零对，途掰裔努辨率豹攮鞫囊

?确定模糊化的方法 将精确量（实鼯上是数字量）转化为模榭鬣的过程称为模糊化戓稼模糊量化。模糊 纯一般采鼹獒方法鸯鼹耪：

如把在卜６＋６３之间变化的遄缨最分为７个档次，每一档对脚一个模糊集例如可以

蔣峭附近称荛氮犬，爝ＮＢ表示；在一４辩近黎为受孛惩勰表示；如暴ｙ＝－５蹲，这个糖巯 鬟没祷在档次上Ｗ叛撮据隶藕魔瓣数麓取值捷邂，由于芦脚（一５）＝０．７ ∥删（一５）＝０．８．∥脚＞Ｆｍ，翻此一５用ＮＢ表示?

嚣攀轰模糕纂奄 奄将在菜区阍犄耱确垂ｘ模糊｛艺成这祥静一个模糊子集襁纛ｘ箍魏隶藩艘为Ｉ，狳 点ｘ外萁余各点的隶属度均取ｏ＝ｉ衷种模糊化方法相对比较粗略。

橫糕控割燕戴黪蠹一系残４ＩＦ－ＴＨｓＮ”搂赣袈俸每褪藏它戆一襞形式蓬：

Ｙ是Ｂ．Ａ和Ｂ分别是论域Ｘ和Ｙ』二的模糊集合定义嘚语言慎。通常

称“ｘ摄＾”为前件绒前提，“ｙ是Ｂ”为后件或结论条件句的前掘部分为输入和状态，

｛ｌ嚣结论舔势为控鬏燹爨模期控剩艇燕是摸期控制戆攘心，它的确宠至今还没育一种统 一的完备静方法常掰豹有嚣释方法，下嚣熬器种模糊控期巍辩生成方法葬不麓耨精斥

而是肖可能相互结凿澎成更好的方法。

ｉ）篓子专家经验耜控制工程知识

遗过惹结Ａ类专家靛经验势鹚莲当嚣语害魏戳接遴，蓑终霹竣形藏搂糊羧糕援巅

的形戏具体方法如对人工控制的搬作手册进行姻纳总结或者耩心组织调查袭向有经验
的专家和操作人員咨询，由此得到的是特定应用锁域模糊控制规则的原型

２）蒸子爨终太虽实器控锻遘程蕊瓣谈 许多入工控制静工业过程稷难建立被控對象的模型，因此难ｌ｜；王厢经典控制避论对箕

串辫椿举麟撷士举能潦变

进嚣设计窝巷囊鞭熟练瓣搡掺Ａ鼹帮黢在袋多燕囊搂型鲍揍囂下成功斡控裂遮褥的聚

筑。事实主操终Ａ爨春意或蠢畿瓣谩耀７一露ｉ卜ｌ疆嚣攘鞍燕臻寒进露控裂，缓是

鬻辩攘运释经验鬟嚣瞢蠶囊矮诿蛮秘确浆表示窭寒。赞嚣运耱蘩嚣记最擞巷太爨蜜辩

控鬟过程对翡赣Ａ输出数攘，势献孛蘑绩氆攘赣控制鬣鲻瞧怒一条毒效的逡径 ３＞蒸予过程豹模糊横受 控裁慰象鲍动态特穗遂憋疆糍糕港，形成定拣豹模鞠搂型纂予模糊攘鍪，稳嚣ｊ可

ｌ；ｌ激成一系列的模糊控制规则以优化舔统的动态性能．它比较适合进行理论分析尚设

裰据经验帮知识生戒摸糊掩鞘煅粼：燕系统媾簿过程串，校糍控嚣《链懿封趟臻ｎ避静

在壤蘩改蚨夏这戴鑫适斑棱嬲投翻的嚣鹣。

攘黎控裁臻瓣数霆在满是究蛰链戆条襻下嚣鬃裴薮乡懿援瓤鼗，娃籍純攥瓣掇麟 嚣瓣瑟枣霉窦甏；嚣辩要塞攘懿靛螽《瓣辩撩簿～蘩毪；军戆窭瓣噩稳矛藩蕊瀵巍

３。ｉ２，３攘赣箍理

耩期推理氇稼为運钕攘壤怒放一缀摸糨ｉｆ―ｔｈｅｎ髋剃彝已翔事实中褥出糖谂静攘 理过程。在形式逻凝巾常爝三擞诹拣的演绎掩联，鼯由太蓠撬、小蓊提取结谶橼ｊ蕊撼

传统二值逻辑中基本的推蠼燃则鼹假言推理按照假言推理我们可以从Ａ的凝窳性 和隐食关系推倒出Ｂ的真实性．例姗｛目《据ｌ（攀密）；ｘ是Ａ，前提２（规则）：如粜ｘ

是＆瓣ｙ是Ｂ；瑟转（结谂）ｉ ｙ怒Ｂ然蓊Ａ畿攘瑾熬夫多数耩嚣燕毅避襁麓宵竣痰

焉缓蛮推莲，恻魏；藏搀ｌ（事蜜）；ｘ燕Ａ１靛糕２（援赠）；如果ｘ是Ａ，剃ｙ熬Ｂ箍

壤糕纂套薅；骜囊嫩没露嚣菇驥糍接蓬（蘩｛馨疆瞵

攘壤整理建纛霹蘩努舞器梦：
＜１）莲嚣度 （２）激励强度

律（薅谵）：ｙ是器１其中Ａ’接避警凡Ｂ。接透予瓠当Ａ鞋Ａ’；窝Ｂ’帮逶潦灏溏域簸

将基翘事实与模嬲授则静嚣张避杼拨较，求垃ｌ攀爽簿每个嚣释般弱蛙辩嶷ｔ

使用模糊与、或算＿予把规则中替前件啊的匹配廒合并，求得袭承规则前件部分被满足 程度的激励强度

（３＞穗缓懿（导爨鹣）薏姊群＃

对攘卿盼磊谗靜箨耀激蘑强度，擞成霄效静蓐斡辩（有效鼹瑟讳酶表示在一书搂糊隐蛮
鸟审激聚强度舞篱镑攒鞍盛疆）。

（《≥鏊赣密藜 练套劈毒熬蝳效嚣释瓣采褥憝骧舞辩，

串薄转攀麓疆圭擘短论室

３．１．２．４确定解模糊化的方法

邋过模糊推理褥剿的结果仍然摄模糊最不能蠹接控制被控对象，还需要浆取合理

静方法将摸辍量转挨舞壤酶萤这个遘程稼为溥簸纯。常蘑靛霄鞋下三耪

（１）最必隶属度化： 若输絀量模糊集合的寐属度只有一个峰值则取潦属度最大的冗潦作为控制懿；糟输出 量的隶瘸魔函数宥多个极攮，则取这搬援值的平均慎作為控胄４量
穗取求出模糊予集韵隶属萄数抽线和横坐禄掰嗣成的面积平分为两部分的数，作为

（３）ＭＩＮ－戳Ｘ重心洼：

对予毒一条鬟烈采露ｒａｉｎ霎法各囊露慝慕蠲嚣矗ｘ算法，最精躲较平均撵簿赣搂鬻 化的结果本论文来用第三种方法获得精确量。
３．Ｉ．２．５娥立模糊控制畿询表

模糊控嵩＃器要经过模糊纯、模糊控臻《蕊刘、模颚搬爨、菲揍襁纯处理咒夺步骤ｔ滋个过 程葵鬟较犬茏箕是茬缝数较裹，控制瓣爨较多熬情况下这蓠予实时瞧要求较蔫熟蠡豌控

制过程撼不利的。因此实际应用中为保证实时性，常梅计算机离線的情况下根据定时采 样得到的输出信息Ｙ（ｋ），褥到当前的误麓傣号和误警变化信号经阻幅处理ｔ再经鼙他处理

褥鬟ｅ帮ｅｃ，校蠢求终麓ｅ鞠ｅｅ壹镤朔接髓裹裁有控斜囊鹣变纯壤Ｈ。瓣该变毒笔篷椠戳晓舞

因子就魁卷前的控制盈熨际增量值

３．２邂用神经網络获取模糊规则

３。墨１入王箨经嚣攘瓣 神经霜是班生鹈神缆系统豹神经蜘胞为基础弱生物横型在又们对生物神经蓉统进行研
究以探討人工智能的机制时，把神缝冠数学化从黼产生了神经党数学模型。 一令麓佬斡太工神经元踌耱掘霉３３鼹示。 它霄墨夺基本要素：

（１）一组连接．连接强度由各连接上的权值表示权值为芷袭帮激活，为负袭示抑制．

（２）一个求和单蠢甩于求取备输入信号的加校辩（线性组台）ｅ

≤３》一枣襄线毽激添蹑鼗＋莛嚣绫健袭舞箨鼹莠蒋磐羟元辕窭稿魔漾裁在一定藏匿蠹； 此外还有一个阀值巩。

眺上攙用可分别以数学式表达出采：

‰；童％并，魄ｓ峨＝‰一壤魏＝龄；）

式中椎，ｘ２…．以为输入信号＇Ｗｉｔｌ，Ⅵ★２…１“ｋ为神经冗ｋ的权值，‰为线性组耆缩聚靠 隽藕萤，吠哆旁激嚣礁羧?魏魏棒经蠢ｋ的赣窭ｔ

本论定采用熬径岗熬毒睾经艇络牵摊綴元静缝秘审键嗣的擞瀵激数为高新疆数。

图３．３蒸本神经元模型 妻是２太王棒经莛络攒蹙 天瓣的形式类议靛捧经元连结程～趣溉臻戒叻摊缎网络神缝阏缭是～个糍壤稚线性驹

动力学装蘸。虽然每个挣疑元的络梭潮鞠糖帮不复杂艇是神经瓣终的融态行为爨戆十势复

祭懿。建遮耪实我已经谜饔；疆褥经瓣络谭鞋表达窭繇耪理世赛稳鑫耱褒象 禳撂赣竣方式，警缝蒋终露势黢掰太畿； （１）前馈神经网络

咜由输＾层、一嫠域参屡的除客麟潮翰燃层维成姆一层的神经嚣只接受髓一燃神缀元

魏辕入，菇簸盘蠡下一壤没蠢菠馕。

它的雠意鼹個神经兕之间都可能销麟撩＊因此输入信号要在神缀也闻反复传递．从禁 一捐始靛鸯舞始＋经避骜苄敬煞嶷能，濒濒趋手莱一稳定凝塞蕺避入搿勰摄夔等冀港状态

帮撼韵靛商棒经网缭有鏊Ｐ神毁瓣魁秘黯Ｆ柽商纂神疑羁鳋。奉逾变采用弼斑秘熬糖缀弼

３２。３失王饕羥舞终茨攀嚣方式

遴建鸯拜凌学嚣获彀鲡滚莽羧遴鑫巍链鼹整天芝耱经露藜蕊―个薤要赘蠢；捷～救漩嚣

下缝携鹣改善是按菜荦孛预定赫震爨城潍调节鸯身参数（如投莛）麓跨间逐步遮劐鼬；学习

（；，麓餐学邃（靠载霸擎髯》 遮种学习方式需簧外界存崔～巾教师－亩可對一组给定输入提供应有的输｝：｜｛鼯聚（疆

确答案）这组已知的输入一输出数措称为训练样本集。学习系统可根据已知输出匈躲簖輸 躲芝瓣酶麓篷（误差信号）采潺节系缀掺数

（２）嚣浆誓学习（蠢救疖学习） 嚣整餐学习时不存在熟部教辩，学瓣舔绕宠全按照环壤所提供数瓣麴某些娥雄激调蕊塞

赛参数或续瓷≤这是一荸垂蠡缀缀过程）弑表示静熊辕天翡菜穗嚣枣糖程（魏聚黉），

｛３≥霉藤攀嚣（蠛强髭学霉≥

这静游习奔子上述礴耪情况乏鹂辨部邵境对燕缋赣出结果只黪趣详馈＜奖域慧）掰不

中辩林学辫磺士学位论文

怒给出正確誉懿，学霹系统蘧过强纯粥攮授奖蓟斡动作来改饕鑫身性能 ３．２，《珏Ｆ搀黢熬终

ｔｔＢＦ（Ｒａｄｉａｌ Ｂａｓｉｓ

Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）襁趣蒸辫经瓣缮壹三豢壤藏箕结梅翅鬻３。｛掰幂程

赭褥经弼终率，赣入爱苇点莰是蒋涟瓣入数撩溉ｘ２…．。ｘ裁貉窘屡蔫熹。憋窘鬟繁患帮ＲＢＦ 带点由常见的黼新函数构成衙输出联节点通常由简单的线性涵数构成。隐宙谣节点酾糍麟

黯赣入数攘游茬嚣都产雯璃擞帮懑簸入数据靠透高薪滋数熬审央蓬溺簿，憋疆繁纛游

产生较大的输出反之，则产生较小的输Ｉ出

ＲＢＦ经翔撼神經网络结构豳

岛戆商赫通数翁中心僮；毋是标接纯嚣数｝撬熄簿舍层节煮黢? 径南羞毒枣鼗翘络豹骧鑫燕戆禽瓣警焘壤壅豹线毪爨台，辩

式串：毪（ｘ）燕第ｊ个酶客攫繁点浆输滤熙畿（心￡【Ｏ，ｉ３；黔（ｘ“鹣…＋ｘ０’建输入梯零；

鼠＝∑鸨嚣，一矛＝形７Ｕ

彤。（ｗ１１啦２，…＇ＷｉＮ＂，－ｏ）７￡，＝（“Ｉ“２，．．．．“虬，１）７

定理ｌ缭定任意￡＞０对强慧瓣ｋ鼙溺数ｆ：黔对，存在一个经游基神经掰缮鬯霹农糕意８

平方误差精度内逼近ｆ。

该定理的证明可参见Ｌｅｅ朔Ｋｉｌ的学术论文它表明径向基神经网络可避似任意的邂缱非

线性爱鼗。 ３２。４１簌巍萋聿孛经露终煞键熹 采焉Ｒ醛两络设诗摸蠲章枣经赠络瓣娥大捷努在于戆Ｆ薅络鸟模糊箍理逶璇其露蝤数簿跨 毪，这个等簿夔蒋嚣舞不弱擒逢羽蘩缎焱蕊数土统一莛寒捷弼终麓参数帮运算蒜了鞠磺麴 耱理意义，霹跨氇鸯穰饔蠹逶藏控粼羧魏｝龠逶黔算法燕辩，￡豁嚣终具霄最蹙遘避特热骞

中南林学院碗士学位论文

唯一确定的解，鈈存在ＢＰ网中所遇到的局部极小值问题而且与ＢＰ网收敛速度慢的缺点相反， ＲＢＦ网学习速度很快适于在线实时监测与诊断。

ＩＩＢＦ网络与模糊推理系统的函数等价性

（ｉ）改进的模糊推理模型

将改进的模型中模糊推理规则定义为Ｒ（ｉ）：ｉｆ Ｘｉｓ Ｆ‘ｔｈｅｎ

式中ｘ为模型的输，ｘ．Ｎｔｙ为模型的输出变量．Ｇ，（Ｚ）表示规则Ｒ（ｉ）的局域函数 为运算方便，往往取Ｇ（Ｘ）為多项式形式。

当采用单值模糊化、中心平均反模糊化和Ｔ范数运算时由式（３―５）定义的模糊推理

．ｙ＝∑ｑ∥∥（ｘ）＝∑ｙ∥┅（ｘ）（３－６）

改进模糊推理模型是模糊推理系统的一种形式。 已经证明ＲＢＦ网络可在任意精度下逼近任意的非线性函数且不存茬局部最小问 题。正则化径向基函数神经网络由单隐层前向网络组成其中隐层单元输出Ｒｉ（ｘ）定义 为（３－３）。

其网络输出：ｙ－－上｝＿＝∑ｙｉ吼

改进模糊推理系统在满足一定条件时与归一化的ＩｔＢＦ神经网络系统具有函数等价性 １）改进模糊推理系统“ＩＦ―Ｔ睫Ｎ”规则条数等于ＲＢＦ神经网络的中心值个数： ２）改进模糊推理系统各模糊子集的隶属函数与ＲＢＦ网络的径向基函数相哃；（本论文 同采用高斯型函数）

３）改进模糊推理系统和ＲＢＦ神经网络采用相同的总输出形式。取∥一（ｘ）：―：墨！兰Ｌ

则改进嘚模糊模型与ＰＢＦ模型是等价的。因此可将改进的模糊推理系统规则数和模糊子域划 分转换为求解改进模糊ＲＢＦ中心问题 ３．２．４．４径向基神经睡络的学习过程 分为两个阶段，第一阶段根据所有输入样本决定隐含层各节点的高斯函数的中心值Ｃ， 和宽度盯苐二阶段，在决定好隐含层的参数后．根据样本利Ｎ最ｄ＇－－乘原则，求出输 出层的权值ｗ? ＲＢＦ网络中心、宽度的确定

审藕栋掌靛磷士＿学畿论空

谴爝Ｐ，ＢＦ嚣时霹簿替在络构设秘海麟经裰据洳醚ｙ溃辩，在摆翳簿学习精度下戆袢缝隧 缕孛麓骞蓑参鼗越多；饕经舞终懿泛铱爨宓簸越驽。藉渡瘦设诗纛嚣除霆糕震憝爨夺拣憨

辩鼹，鼯遘舞囊多鼗鬓翡黪繁患骥裸诞ＲＢＦ弼翡泛豫畿麦。

嚣罄确定孛心、蜜度魏方法妻翳餐＝擞

１）根据经验选中心。只要口ｌ｝绦样本的分布能代袈掰给弼蘧可椴穗经验造港蛹向分布 的耕个中惢，其瀚躐离为ｄ列离擀黼觳煎宽度洚靠＝１茎－，萁中疆为中心数

２）用聚类方法。把样本聚成几擞．以撵中心为备ＲＢＦ函数的Φ心一旦粼燃中心向 鲎确定，宽度ａｔ可逶过最接避的ｐ个中心距离魏平稳篷诗雾健与ａｔ畜燕的瓣拣溺数

式孛ｒ舞蘧诿害爨。霉霓靛猥癸方法窬酶８雒ｓ鸯洼、覆囊ｅ鹭蓬方瀵＋零浚定栗臻

援鞭ｅ筠藿骞法疆定蘩赛孛心＊

３．２《．５模糊瀚毽豢爨

聚爨瓣嚣鲍莛爰叻嚣整罄越发麟懿撰熬蠹秘内辫绻擒特薤，羧撼黪定瓣粒皴链糍爨将散

瓣榘划分成一定数目的子集设将禽榭ｎ个样本而，也．．．．Ｊ０的数据热ｘ聚集成ｃ个子撩

并ｌ并２．．．．五，则要求搿ｌ托…。爿稍燃＃Ｘｌ ｕ并≈一．ｕｚ。＝ｘ；

蔗ｊｎ菇≠＝零ｌｓ≠尊歹≤ｃ； 台蘧酌聚类结巢遴攀鬻求每个警繁海貅靛榉零其寄较大的摇经键，蔗誉磷予熊淹瓣襻零
暴富羧枣糨餐蝗臻囊数攥集串襻謄捆秣缝懿鬻爨骞浚燕欢氏距甍。

经》镤囊￡壤蓬橐粪（Ｆ００ 宅燕藕囊鬓囊薅塞每夸鼗簿纛蕊等巢夸聚类懿鞭囊靛一耱黎粪蒸法ｌ辩３霉辩Ｂｅｚｄｅｋ 提出了谖算疆，捧舞睾翅硬ｅ海蕊聚熬（ＨＣ》Ｉ）蠢法盼一静改进

ｌｌ稿狻姣糖标酶徐僮涵数达到撩小。ｐ渊雄凇秘皇簧嚣剐在于嗍横赣巅努髓褥簿巾翁

定数据旃【用值在０，１阐的隶属度来确嫩熊麟于番个组的程度与引入模糊划分褶黼臌ｔ撒 屬矩阵ｕ允许有取值在Ｏ，ｌ闻的元素誉潍，加上归～他援定．一个数据集的隶麟燃的幂ｎ牌

模糊ｃ坶谴聚类把ｎ个向囊而毡＝ｉ氛…，ｎ’分为ｃ个模糊组并求簿缀的聚类串－羚ｔ德褥

蒜予ｌ｛∑啄－－Ｉ，ｗ＝ｌ．．…，嚣

箨鑫潮豹嚣氆避数（或鏊爨凿数）燕了（砺壤，，＆＝∑五＝∑∑缸爹霹４（３－１１）

这鋈＆赍予，ｌ霹；毫受骥攒缀ｉ酌聚类审套；唣＝静一专ｌ鸯羹ｉ夸蘩粪串惢每簧舔

个数摆瘫蘑懿欢兄量薅蓬离；孙￡】袖３是一夸麓毂措数，橡建懿下鞭豹鼙耩潞数哥

中离裤学院硕士学位论文

求得使达到最尛值的必要条件

，‘＜玩毫。《磊，疋）？歹影ｑ…《）＋∑冬（∑嚣Ｆ―１）

＝∑∑“ｆｄ；＋∑■（∑“Ｆ一１）

这里Ａ，ｊ＝ｌ到ｎ，悬式的ｎ个约束贰的拉格朗日藜平对所有输入参量求导，饿戏达到

蓑ｊ、豹必要条锋为《＝尘ｌ＿～

行融，ＦＣＭＮ丅烈步骤确定聚类中心ｅｔ窝隶属矩黪ｕ 步骤２：用（４）式计算ｃ个聚类中一ｇｃ。ｉ＝１…．嚣。

由上述两个必要条件知模糊Ｃ均使聚类算法是一个简单的迭代进程。在批处理方式运

步骤１：用值在０ｉ闯的菠梳数翘始化隶属瘫阵，使其满足（ｉ）式孛豹褥粜燕襻

步骤３；根据（２）式计算价谴函数如果它小手荣个确定的瞬值，或它糨对上次价擅函

数数藏翦改交董夺予菜令援篷粥算法箨盘． 步骤４｛用（５）式计算新的Ｕ阵。返回步骤２ ３．２．４．６用ＲＢＦ网络实域模糊推理模型

（１）ｔｌＢＦ蘸终夔掏逢 期３．５表示建盘的ＲＢＦ网络的结构。第一层是输入层有Ｎ个节点。第＝崖燕匹配层 有ＮＳ个节点第三层魑推理层，有Ｓ”个节点每个节點对应一条模糊规则。第ｇｔ展是输出

屡有Ｐ个输出节点。输入屡与遥配感的连接投是实数实际上是备横朝子空闻翡中心。匹 配屡与撩理屡豹连接投是模糊数推壤羼运算是乘积滗舞。推理屡鸟输出攫的连接投一般是

实数也可以是模糊数．视问题需要而嫩。匹配层中備节点与推理层中第ｉ个节点的溅接权为
输入、输出数据邋过改进的模糊ｃ均值算法产生出模糊聚类中心?设Ｃ＝（ＣｌＣ２，Ｃ３…．．ｃｏ）是

产生弱壤凝聚粪孛心鹰令聚类中心ｃ产ｆ奄ｌ，ｅ“…魏静雌）实凄主是一个投表整系统镶．Ｋ／输

出特性的数据点，因此我们利用各蒙类中心来描述模糊系统的规则

串鞴林攀端骥士学盛论文

将燮爨Ｃｉ势解残嚣个分变量耘秽甄，剿静聚爨中心变璧被表示殘ｃ产ｆｘｉ

融…‰）《ｃｊｂ钮…．ｏ‘ｄｙｉ＝‰＋１

翔豢输入变量分礤裰。ｉ隧近赠簸融筑薰慧是分毒簌ｙｉ隧近嚣她对于绘萣输入变爨ｘ。我
｛ｆｊ可跌黻袭属函数《ｘ０（褰耘螽羧）袋零蔟祷会规粼ｉ熬程凄

擒逡禽藏卞骧Ａ点冀。令豫含警患躺ＫＢＦ弼缮每令戆窘节煮鞋下蟊懿搿式畿袭一条模

式中ｃｉｊ栽涿高斯隶属函数搬ｃｉｉ的中心，两Ｂ苣ｃ

这榉竣拐鹅搂辍壤壤穰墼递进攘糍Ｐｃａｒ瓣终建妻起来。 ３．２０．７横糊模型前进一莎优纯 （１）改进的模糊Ｃ均值算法

虽然遁过模糊啪镶算法确定７凝撩巾心毽ｊ邑法磺定最佳聚类数。因为横糊Ｃ均馕簿法

不是基母模型的最优他采设计翡诱议遴过目标函数联只ｙ）＝∑ｔ＝∑∑善ｆ孑司来衡爨

聚类鶼瓣鬃。本论文在攘耧ｅ稳蕊舞浚孛ｇｌ入改进懿Ｂｅｚｄｅｋ努区薅羯决采餐豢剃蘩类数爨

标篓嚣秘一１）蜚《ｃ》，莽豆耩《ｏ―ｌ》媸ｅ∥２）酵蒋ｃ－ｔ壤确定受曩毪蘩粪数。枣乎黎癸皴等

予辩瓣络雅含屡节煮羧西她域勰赫鹣Ｆ两络结构也稳之魂定。

分透建判断准粼塞８ｅ２ｄｅｋ超出粼决的诞骥冕文献“。它是一个稳单爱、攀鲻的繁粪存

Ⅳ（Ⅳｃ）＝一圭∑∑甜ｍｌｏｇ（ｕｎ）

土式當ｕ德摄，ｊ、薅ｌｏｇ（ｕ“）豹计葵谈熬将变太，影穗了准刚魏正确彀为了毙麟这个缺点，

将上式浚为嚣∥ｃ）一言善紫‰）ｌｏｇ（ｍｃａｘ（ｕ＃）

菠逑嚣壤糊ｅ捧蓬算法鲡下；

１羰黧危诲误差＃，确定：最大势袋数ｃ一孝，簿｝豫最桡中心焦《９裁簸臻揩拣”。

――――――――――――――――――二生型生！！！塑主堂堡笙苎

２分别取聚类类别数ｃ＝２～３…ｃ。

３初始化中心點Ｖ油＝Ｖｙ选择迭代变量仁ｌ和迭代上限ｔ一。

４取忙１２，…ｋ。ｔ计算

Ｖｕ＝Ｖｕ―ｌ＋上Ｌ’――一

式中ｍｏ是大于Ｉ的瑺数且ｍ－＝１．电表示第ｋ个样本到第ｉ个中心点之间的欧氏距离。

Ｅ＝∑批－－Ｖ，ｔ＿１ ０

如果Ｅ≤占或达到最大迭代上限計算Ｊ（尸，Ｅ，）

Ｊ（Ｐ，Ｕ，）＜Ｊ‘‘则ｖ一＝ｖＪ』

Ｊ”＝Ｌ，（户Ｕ．，）否则重复Ｓｔｅｐ４。

５计算ｎｔｌＪｃ）－如果Ｈ（ｅ－１）：ａ－ｌ（ｅ），并且Ｈ（ｃ－１）．鲥ｑ（ｅ－２）则停止．确定模糊规则数

为ｃ－１否则转Ｓｔｅｐ２。 （２）通过ＢＰ学习进一步优化模型 确定最优模糊规则数得到聚类中心后可由ＢＰ算法进一步调整网络参数， 这里我们采 用【２４】提出的算法：

‰＝砒叫）掣（ｚ－ｙ。）ｑＡｘ）

△ｗＪ．『＋ｌ＝７７０么一ｙＩ）而町（曲

锄一＝钆－ＹＤ、Ｔ‰飞’钙功协（柚

式中ｑ为学习率乃（功＝Ⅳ，（∞／∑～（ｘ）

经过ＢＰ学习最后获得优化后的模糊模型。

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热风炉燃烧过攆锗巍黢裁

４ｌ蒸菇炉熬燃烧蓬覆

热风炉燃烧辑瘸的燃辩为焦炉煤气（Ｃ

Ｇ），两种燃料送入热风炉

燃烧室后在燃烧混合器内进行混囼，孵向助燃空气一起通过陶瓷烧嘴进行燃烧热飙妒豹燃 烧时间约为１１０ｍｌｎ左右。燃烧时炉体温度达１０５０度左右，拱顶温喥最高不得越过１３５０ 度热风炉燃烧控制通过调节煤气和助燃瘛气流量以及两者之间的比值（空燃比）洙察现。 完善的基础自动化对於燃烧混合煤气域燃烧预热的高炉煤气和预热空气的热风炉来说瓴括 煤气流量控制、空气流量控制、空燃比控制、拱顶温度控制和废气溫度控制。 热风炉的燃烧过程如图４．１所示它分为加热期和蓄热期。在加热期内在限定燃烧时

闯窝热风炉拱顶温度后．应尽量缩短達委＃溉定拱顼温度的对闻，即缩短加热期．这样掰｛；ｌ使蓄

热麓延长使燕最炉内存诺鞍多的热疑，簿憾送熙鞋最温弱渡象在蓄熟期内。缘镰诞擞璎 滠发不交韩，还蔫要考虑凌气妻孽瀵度热箴妒疫气遵痍不戆超遘瘫囊鳇赛辍（辫４。１孛３５０℃）

甭剜炉燕子支柱将被撰环，使妒俸寿玲辩鬣两且使燕损失增燕。教使褒气溢庭撩摄秘翦主

要采用减少煤气量的方法来解决邀个瀚驻，两煤气量的減少会导致拱顶温度下酶、热风妒蔷 热量降低如何获得更多的蓄热量．间时保持废气温度在规定界限内是热风炉控制急需解决 的问题。

圖４．Ｉ热风炉燃烧过程原理图

４．２热风炉燃烧控制系统方框圈

撮据鞠４Ｉ ２热风炉燃烧控营《系统方禚蹋所示在燃烧拐期，为了僳迸空气先行霹不簿爨 溪爨绘空气浅耋谖蔑阕一令襁期嚣癀激耱建ｊ蓁气先孬嚣薯黑爆。弱露秀避兔燃烧一嚣戆 就有丈量戆囊气流量产苼，舞疆簧绘爨气流爨调节阕一个拐赣拜凌簿攥气溅鬟模糊调节摹 元、空气流量模糊调节攀元驽选择右姥煤气初期开度爱定单元及空气裙翅并庭谈定攀霸罚

审簿转学虢磺圭掌证辘黛

避褥裘毪灌寝攘糊调繁鼙霓、空燃耽模凝设定攀元竣海警动。接璜涟嶷殍始迅速土黪强糗

囂豢瑗澈凄童蠢萋｝囊遥婺袋湛褒辫。褥燮然姥摸攀浚是攀嚣譬残囊凄；箍溪婺戆爨麓滚爨缝

爨≮滚鬟耩耧遘节摹嚣赣赛磊黍蒜整燃溅禳糍漫定攀嚣翰窭静空爨象簌嚣菝褥奎糍满爨凌 定值。程怒气流量模糊调节单元内黛气流赞设定壤菇梭涮到的空气流鬣实际值避舒￡ｂ較。 姨两决定爨气流量调节阎魏大小当避入鬻热勰磊，将袭气溢度模嬲瀵节警嚣置为是赫避 涟赣毽摹嚣获薄攥气滚熬徐定篷，莓竣麟磐《瓣潆笺濠蘩遴抒毯较蕊蕊液窆潆气撬蘩灞繁瓣 的太小。设霞低选单元冉臼黼的是为了蜜您越见保证邋谶废气温度模糊调节单元产擻的煤气 流量设逝德低于最大煤气流量设定值。谯燃烧期内控制的主要耳标怒维持拱项濑艘档设宠

藏爨蠹，褒饕热整建攘越戆主要嚣稼嶷魏嶷气ｉ黢，瀵遘逶繁攥气滚繁魏戈枣襞菠媳濑壤

攘裁在３鞴℃魂当凌气灏瘦这黉３５静端辩，蓑蠹爨溅辩闷炉信号热风炉转弱爐状嚣，

空：懋量空气溅鹫 撩潮

辫《２熬巍妒熊蠛燕裁系筑

龟３燃烧耩襁控餐嚣谈诗

根据热风炉在加热期撩制的主樊斟橼厩拱顶温艘以忣在蓄热期撒制的主要麒晕３｝燧废气
瀑攫，零谂寰莰诗靛模嬲摊经鼹终镪撼麟夸黼努：赧键嫩鞭澄蜜调节翡爨佳室燃髓：楼凝摊缝

瓣黎耩嘏瓣褒气溢痉谴磐熬袭笺遵藏濮辫棒缀瓣豁程辍接雾ｌ捷辩掇臻滠襄旗赣摊麟鞴缮， 当烟邋磷畿滋度达到２８０＂０对废气滠壤穰糊神经秘缚竣八自动－

４，３ｌ纛攘塞爨魄搂糍瓣襞瓣终

蠢捷塞壤逛襄寮饕爨爨鍪鸯溪蕊Ａ―赣寤羲赣穆臻瓣黎，辕天耋舞蒺藿遴整翁壤鏊爱簌 颈强度谈蓑燮纯率输臻爨海鬟毽窆燃蹴。褥输丸／氆祥攀藤第三章爝拣魏渡逶静摸擞Ｇ均蕊

串离转学巯疆±学位论文

算法进背凝擞产生ｇ个聚类点。得到的值及。值如墩４７所示

『 Ｉ ｌ ｌ ｜２ ｌ ３ ｆ ４ ｌ ５ ｌ６

棹 一０．２ §．３嚣 Ｏ．１
２４．３ １８．６ ４３ ９ １５，ｌ
－２７．９ ―５６．４ ５２肇

４６．４ ２０＋６ －１７９．８ ｉ５雪

２０．１ １９ ３ ９．２

１９．７ ８．７４ １１．４

藿４６最谴窭嚣览鬟朝神爨琏终 ４．３．１．１。论域、麓纯等暇的确定

表４．７最佳空爨魄模期耱经疆整聚类蕊

根据袋４．７中的ｃ值忣ａ值确定备输入／出变量的量化蹿级为３即论域内模糊子集的数目为 ３定义餐子集名嚣为致ｚ取Ｐ努爨代表受，零正，备模凝子集戇隶鼹废避鼗参数表热褒｛．ｇ

ｘｒ旗项濑瘫豹误差定必懿论域灸［－２００２循】蚤稹糊予豢懿隶藕霾澈数谴线拓塑４．８所示

Ｘ２┅拱顶激度误差变化攀定义的论域为（－６０，６０］各模糊予集的隶属赓函数曲线如图４．８所示 ￥一最佳空燃魄定义的谂域先［－ｏ。５０。ｓ】；冬模糊子熊的隶属度殛数曲线如图４．８麟示
－３０―３０ －１０－１０
垂融～｛０ －０．５－－０＋ｌ

输出隶属強数 嚣｜牵毒避佳空黎宽搂糊游经霪鳐赣天，趣隶霪嚣数 ４．３．１．２．确定模糊控制黼则

表｛粤隶壤度运数参数袭

书商鞲学毓蟥士攀證谂囊

摄撼裘《７产生的援糍瓣劐控裁袋妇滏《。ｌＯ蕊示

Ｎ ｝ Ｐ ＺＥ Ｐ ＺＥ Ｎ Ｐ Ｚ嚣 Ｎ Ｎ

ＩＦ拱顶温鹰的误羞为Ｎ ＡＮＤ拱１黉濑艘嘚诚箍变纯察为Ｎ ＴＨＥＮ助燃空撬的流避为Ｐ ｛芋搽项瀑嶷懿误蓑必Ｎ ＡＮＤ攒磺嚣发麴谖莲变纯攀为ｚ嚣ＴＨＥＮ魏燃燮气秘滤鏊为ｐ ｌＦ按溪滠蕊魏误差掩Ｎ

ＡＮＩ墩溪溢纛麴漩差变铯搴为ｐ ＴＨＥＮ袭燃空气翁流黉魏霉嚣

ＩＦ援壤漫裳懿误差舞ｚＥ ＡＮＤＳ．臻澄寝黪镤差交德率兔Ｎ ＴＨＥＮ驹熬空气的溅繁簿Ｐ

ｉＦ擞壤潺嶷煞诿差受ＺＥ ＡＮＤＳ．壤溢褒瓣溪差变德攀麓糕ＴＨＥＮ麓壤空气煞藏懿鸯ｚ嚣

６器黎溪漾褰戆诿蓑舞ＺＥ ＡＮＤ撩壤溢壤秘镤差燹健攀为｝攥翻嚣爨空气戆藏濑毙聪

球擞颈滠震戆误差巍Ｐ ＡＮＤ揆攒溅艨嘚蠛羞变饿攀舞Ｎ ＴＨＥＮ秘燃空气瓣流激泌ＺＥ ＩＦ拱项瀑艘豹误差为Ｐ ＡＮＤ撰颈激壤熟谈整变化率为＿ｚ鞋ＴＨＥＮ助燃空气的流噭为Ｎ ＩＦ擞瑗漩痿魏误差燕Ｐ ＡＮＤ撰磺灏袭熟谖羲交识率为Ｐ Ｔｔｍ＇Ｎ韵燃空气豹滚蘸为Ｎ

４．３．２凌毫滢澄旗藕摊缀弼终 废气瀨度模糊神经网络为两输入一输出横糊神经嘲络，输入量为废气温度的谈麓及威气

溅度诿麓爱诬攀辕爨纛巍煤气流麓。稳输入穗襻零弼第童拳零透匏改遴的摸糍ｅ穗簿簿法

避褥聚类，产擞２５令蘩粪囊德舞瓣￡镁爱辑蕊魏表４。ｉ３溪承 ４。３２。１谂嫉、耋純等蒸鳇确定

稚摅襞４；１３ｒ礅ｃ毽覆＃壤酸定簧输入／豁囊鳖熬鲞稼莓缀凳ｓ静论壤蠹摸糕挚集熬数鞲洚

５＋定义蠢予豢塞霏碧麓璐，筑ＰＳ，凇粼我表受文囊枣，零燕枣，正丈器摸辫子襞

的棠震魔添数藏线鲡鹜《。１１搿暴罄搂朔爷燕鹃寨瀵纛骚数参数表魏豪４．１４骚承。熟一嶷笺
溢度的误蓑定义携论域为￡－５０，５０］；粉叫塞气温廉谡菠嶷他率嫩义的谂域为Ｃ”３０，３０】； ￥―漾气滚爨定夏懿浚域凳ｅ一１９，１０ｊ＃

图４ｌ １废气溢度模期棒经两络赣入，痰隶属函数

－４３．７ 口 ２５．６
．２７．Ｓ ，２３．４ ２１．２ －２Ｓ９ ２９。ｌ ．２５．１ －８．６ －４７ －１２．４ ．１３，６ ．７．３

?９．２ －３．２ ４ｌ

７．争 １７．３ ２７．１

２４．３ ．４８＿’ ４９．１ ．３．矗 ?９８ ２０．２ 。３９．｛ ４１．２ ―２．４

２０．３ １６．３ ６．９

０．９ ．１．３ －０．４

ｌＳ．１ ２３．Ｓ ２５．２ ４．９ １５．７

‘客 ５，３ －ｏ．２

豳４．１２废气温度模糊神经网络

２．７ ７５ ２．９

４．１ ５．９ ４．ｏ

４．８ －６，５ ７＇堂

ｔ３．Ｉ ?Ｉ．Ｓ ９．３

２．６ ６ ７ ９．８ ２．９ ７．２

－５“＿３０ ．３０一５

一１．７ ．１２．３ ９．３ －３２．６ ３ｌ＋２

２．８ １０．２ ８．１

．２．７ Ｓｌ ５，５： ５．ｇ

．３０＾～１５ ．１５～２

２０２ １９．６ ．２６．３

１３，９ １３．１ １７．２

４１４隶属度丞数参数表 ４．３．２．２．确定模糊攘镧瓣剃

根据袭４．１３产生的模糊规则控制袭洳袭４．１５所示

４，１３废气温发攘辍摔经阙络聚黉点

ＮＳ ＮＳ ＮＳ ＺＥ

ｐ８ Ｚ￡ ＰＳ ＰＳ

Ｎ８ ＮＳ ＺＥ ＰＳ ｐＢ

２５条模糊控案ｌ蔑翔魏下

ＩＦ拱顶温度的误差为ＮＢ ＡＮＤ拱颚温度的误差变化率为ＮＢ ＴＨＥＮ驹燃空气的流蟹为ＮＢ

孛鬻鞲学麓疆圭学短论文

ＩＦ擞项溫度的误差为ＮＢ ＡＮＤ拱攒温度的误差变化率为ＮＳ ＴＨＥＮ助燃空气的流擞为ｂｉｂ ＩＦ拱疆瀑度的误差为ＮＢ ＡＮＤ拱璜漱度的误差变纯率为ｚＥ ＴＨＥＮ助燃空气的溅擞为ＮＢ ＩＦ按溪温度静诿蓑搀ＮＢ ＡＮＤ撰疆濑度的误差交纯率为ＰＳ ＴＨＥＮ鼢燃空气的瀛鬣為ＮＭ ＩＦ拱顶温度的误差为ＮＢ ＡＮＤ拱顶温度的误差变化率为ＰＢ

ＴＨＥＮ助燃空气的流鬣为ＺＥ

ＩＦ拱顶温度的误差为ＮＳ ＡＮＤ拱顶溢度的误差变化率为ＮＢ ＴＨＥＮ助燃空气的流爨为ＮＳ 琢撰矮潼痉筑误差凳ＮＳ ＡＮＤ摇疆滋褒瓣误差交｛乏率为ＮＳ ＴＨ｛粼韵燃空气戆滤爨巍ＮＳ ＩＦ拱顶温度的误差为ＮＳ ＡＮＤ拱顶漱度的误差变化率为ＺＥ ＴＨＥＮ勘燃空气的流激为ＮＳ ＩＦ拱顶温度的误差為ＮＳ ＡＮＤ拱顶漩度的误差变化率为ＰＳ ＴＨＥＮ助燃空气的流嫩为ＺＥ ｌＦ拱瑗滠度的误差为ＮＳ ＡＮＤ拱璜滚度静误差交织率为ＰＢ ＴＨＥＮ］魏燃空气的流爨必ＰＳ ＩＦ摸顶温度的误差为ＺＥＡＮＤ撰璜激度的误差交诧率为ＮＢ ＴＨＥＮ劫燃空气的瀛黛为ＮＭ ＩＦ拱顶温度的误差为ＺＥ ＡＮＤ拱顶濑度的误差变化率为ＮＳ

ＴＨＥＮ助燃空气的流墩为ＮＳ

ＩＦ拱顶温度的误差为ＺＥ ＡＮＤ拱顶激度的誤差变化率为ＺＥ ＴＨＥＮ助燃空气的流擞为ＺＥ ｌＦ搽骧溺痉囊冬误羞终ＺＥ ＡＮＤ摇璎滋度的误差交纯率为ＰＳ ＴＨＥＮ髓燃空气懿滾鬣为ＰＳ ＩＦ拱顶温度的误差为ＺＥ ＡＮＤ拱顶漱魔的误差变化率为ＰＢ ＴＨＥＮ助燃空气的流激为Ｐｓ ＩＦ拱顶温度的误差为ＰＳ ＡＮＤ拱顶激度的误差变他率为ＮＢ ＴＨＥＮ助燃空气的流擞为ＮＳ

ｌ臻拱臻渥发豹谖麓凳ＰＳ ＡＮＤ鏊磺瀑度懿误差交铱率先ＮＳ ＴＨＥＮ驹燃空气豹淡爨为ＺＥ

ＩＦ拱顶温度的误差为Ｐｓ ＡＮＤ拱璜濂度的误差变化率为ＺＥ ＴＨＥＮ助燃空气的流鬣为Ｐｓ ＩＦ拱顶温度嘚误差为Ｐ８ ＡＮＤ拱顶温度的误差变化率为ＰＳ ＴＨＥＮ助燃空气的流擞为Ｐｓ ｌＦ拱顶溢度的误差为ＰＳ ＡＮＤ拱顶溅度的误差变化宰为ＰＢ

ＴＨＥＮ黝燃空气的流豢为Ｐｓ ２｛ｌ｝撰鞭滋度静误差为ＰＢ ＡＮＤ拱疆深度的误差变纯率为ＮＢ ＴＨＥＮ韵燃空气豹滚繁为ＺＥ

２２ ２３ ２４ ２５

ＴＨＥＮ勘燃空气的流爆为ＰＭ ＩＦ拱顶温度的误差为ＰＢ ＡＮＤ拱顶濑度的误差变化帛为ＺＥ ＴＨＥＮ助燃空气嘚流擞为ＰＢ

ＩＦ拱顶温度的误差为ＰＢ ＡＮＤ拱顶漱度的误差变化率为ＮＳ ｌＦ拱臻温度豹误差鸯ＰＢ ＡＮＤＳ，褒瀑菠豹误差交镪攀为ＰＳ ＴＨＥＮ款燃空气毂流爨隽ＰＢ ＩＦ拱顶温度韵误差为ｐＢ ＡＮＤ拱预瀛度的误差变化率为ＰＢ ＴＨＥＮ助燃空气的流誉为ＰＢ
熱最炉撵俸主要是巍送风援羯肉绦涯供鬟高炉霆够豹燕量，在燃烧周期内擐攘螽令热最 炉热效率设定必要燃烧流麓燃烧后达粼遴风周期內所需要热量。淹时掌握热风炉的鬻热量 和残热擞的变化趋势烧热风炉操作上的一个重要课蹶。现在热风炉藏常操作是采用并行交 叉送風邀风带走热量岛数热带走热量酌定量纯畜一定购困难。但熟练的操作者掇攒撵俸经 验铡魏，羧顶溢度变纯、冷晁煤阀开浚大小、换爐辩滢风阕豹开发等等盏鼹瑗骞可以判断 炉子热嫩过剩或不够，通过这些现象得到一些抽象的戆慌进行判断从而总结出一些成熟经 验。知识王程师将这些缀验编成规则利用模糊集合理论，进行模糊运算后可进行流嫩控制

本设计将热风炉前一周期燃烧模糊计算结果作為尉一周期燃烧流最的自学习，实践证明

中南林学院硕士学位论文

使用此模糊控制方法控制热风炉流量燃烧是一个行之有效的方法 ４．４．１模糊控制器的结构 热风炉炉热学习系统模糊控制器的结构为二输入、一输出的控制器。 输入变量：（１）送风终了冷风蝶阀的开度（２）混冷蝶阀开度（３）混冷量（４）炉热变化量 （１）一（３）参数可合并为一个模糊变量由炉热绝对水平表示。 输出变量：投入嘚热量 ４．４．２模糊控制规则 ４．４．２．１．选择描述输入、输出变量的词集 输入变量：（１）炉热绝对水平｛负零，正｝字母表示为（Ｎ，０Ｐ），对应炉热为（不足 适当，富裕Ｊ（２）炉热变化量｛负．零，正｝字母表示为｛Ｎ，０Ｐ），对应变 化量为（减少无变化，增加｝： 输出变量；投入的热量｛负零．正），字母表示为｛Ｎ０，Ｐ）对应变化量为｛减少，无变化

４．４．２．２．定义各模糊变量的模糊子集

炉热绝对水平：由模糊状态知将其分成３个模糊子集，论域为【－７．５．７．５】在此区間 模糊状态划分为负∈（．７．５―．２．５），零∈（－２．５－２．５）正∈（２．５―７．５）。其隶属函

数曲线如图４．３所礻

图４．３炉热绝对水平隶属函数 （２）炉热变化量：ｉ仑域为［－０．６，Ｏ．６】模糊子集划分为负Ｅ（－０．６－．ｏ．２）?零∈（－０．２－Ｏ．２）， 正∈（０．２―０．６）其隶属函数曲线如图４．４所示。

图４．４炉热变化量隶属函数 ４．４．２．３．建立模糊控制规则 根据隶属函数曲线共建立了９条模糊控制规则

ＩＦ炉热绝对水平为正（富裕）ＡＮＤ炉热变化量为正（ｉｔＤ）ＴＨＥＮ投入的热量为 负（减）；

ＩＦ炉热绝对水平为Ｏ（适当）ＡＮＤ炉热变化量为正（增加）ＴＨＥＮ投入的热量为

ＩＦ炉热绝对水平為负（不足）ＡＮＤ炉热变化量为正（增加）ＴＨＥＮ投入的热量为

中南转学巯骥士擘短论文

ＩＦ炉热绝对水平为最（富裕）ＡＮＤ炉热變化量为不变（Ｏ）ＴＨＥＮ投入的热量为 负（减）； 翠炉熬缝薅农平为０＜邂当）ＡＮＤ妒热变纯量为０（不变）ＴＨＥＮ投入嚣熬囊為Ｏ （不变）； ＩＦ炉热绝对水平为负（不足）ＡＮＤ炉热变化量为０（不变）ＴＨＥＮ投入的热量为

ｌＦ妒熬绝辩农平为芷（富裕）ＡＮＤ炉熟交往量兔受（减多）ＴＨＥＮ投入静热囊为 负（减）： ＩＦ炉热绝对永平为０（适当）ＡＮＤ炉热变化置为负（减少）ＴＨＥＮ投入的热量为 垂（增翔）； ＩＦ炉热绝对水平为熊（不足）ＡＮＤ炉热变化量为熊（减少）ＴＨＥＮ投入的熟量为

孛囊转学靛醺士学整逢攵

第五章高炉热风炉电气控制系统硬件系统

广锈３嚣高炉热菇炉系统斑ＳＩＥＭＥＮＳ公司最瑟攘窭懿Ｐ嚣７控甏系统进稃控镄，褒释设計蠢 案如图５．１所承

圈５．１硬件裂统结构图

（１≥＿工襄拜鼯： 工程师站豳ＤｅｌＩ桌瑶醋计算税以及ＷｉｎＣ￡Ｖ长０、ＳＴＥＰ７ＶＳ＋２软镩平鸯掩蔽。燕风炉醚鬟 黼台工程师站一台完成王能流程及相应设镛运转状态及擀数实时监测。操作员数据设蹴骢 锯敎，系统童平控割方零切换摹搏设备越捧控制，工艺势数记录、趋势记录彝报警记袋以

及摇应懿擐表支终生成抒窜等珐蕤爨一裔备臻。

?鞋２ＯＧＨＺ串央楚理嚣；５１２１毽ｔ巷０黼《犍∞ｒｐ西硬盘?１＋４溺。Ｓ”敬驱

?５２速Ｗ读写光驱ＣＤ－ＲＷ ４ＭＢ缓存?３Ｃ涮（ＩＳＡ）鼹卡?２Ｓ酬ＤＤＲ内存

６４Ｍ最卡?５１２Ｋ谢遵ＣＡＣＨＥ?标准键盘及鼠标?串／井口／ｕｓＢ；撇串双并

?班太阚卡ｌＯ／ｔＯＯＢａｓｅ?窀漂１００－２５０ＶＡＣ?Ｐｈｉｌｉｐ ２０１Ｂ缝孚彩显

?Ｗｉｎ２０００（中文）／ＷｉｎＣ蛾ＶＢ．ｏｆ文／ＳＴＥＰ ７ （２）彝都嬲络：

弱帮瓣络莱矮工鼗醛太舞羲攘鼹输速率ｌＯＯＭｂｐｓ，装蘑ＭｏｘａＩｉｋ交换瓤窦瑷巍纤

工业以太网嶷换机：黼ＸＡ

ＥｔｈｅｒＤｅｖｉｃｅ Ｓｅｒｖｅｒ

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ＩＯ／ＩＯＯＢＡＳＥ―Ｔｘ?两口

多搂ＩＯＯＢＡＳＥ－Ｆｘ瓣络稳戒；慧竣，冗亲环囊

中瘴碡学靛醺士学位论文

交换机之间最大距离：２ｌｃＩｎ适用规约：ＩＥＥＥ８０２．３、８０２．３ｕ、８０２．３ｘ、８０２．１Ｄ 传输形式：存储转发，８０２３ｘ为全双王，波长：１３１０ｈｍ电源：９－３２ＶＤＣ，冗余輸入０。５ＳＡ （３）ＡＳ童控制嚣： 热风炉ＡＳ控制器由Ｓ７―４００少量部件构成完成现场数据采集、回路控制、逻辑遮簿连锁、 安全连锁、数据处理以及输出执行指令等功能。Ａｓ由是机架（主站）和远程机架（远程站）

ＥＴ２００Ｍ擒成圭瓿絮（燕蟋）帮远程糗絮（远程蛄）之鲻竭屏蔽宅缝遴过捷应的接瓣攘援进

（４）打印机： 完成务静生产记录掇褒，报警掇袋镣功能打翠嘏驰型号选ＥＰＳＯＮ，ＬＱ－１６００ＫＩＶ宽行 锌式打印枕。 热风炉智能控制系统所满设备清单如寝５．２所示

系羧安装撬檠 电源模块

ＰＳ４０７ ２３０Ｖ ＡＣ／５Ｖ ＤＣ ＩＯＡ ＣＰＵ ４１６－２ＤＰ

块 块 块 块 块 块

＿ｌ羲疆楚瑾器 存储器卡 备用电池 安装导孰 接口模块 模拟璧输入组件 模搬囊输入组件 楼撖量输入缀律 模拟蟹输出组件 数字量输入组件 数字羹辕基组｛串 数字量输出组件 前连接器 蹇淡奄源 自动开关 自动开关

ｌ ２ ６ ６ ２１ ５ ｌｌ ４ １０ ５ １ １５ ｌ ｌ ４ ６ ｔ６

ＥＴ２００嚣孰５３０ｍ

ＡＩ静孀于热电阻 ＡＩ静高分辨率

Ａ０ ４ｐ １５Ｂｉｔ
ＤＩ １６Ｐ ２４Ｖ．ＤＣ．
鞠门子 鬻门子 两门子
２０―Ｐｉｎ Ｆｒｏｎｔ

施耐德 施耐德 藏辩德

Ｉｎ＝６Ａ Ｉｎ＝４Ａ ＤＣ２４Ｖ

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ＨｘＷｘＤ＝２１００ｘ９００ｘ６００ ＷＩＮＤＯＷＳ ２０００ ＳＴＥＰ７ Ｖ５．２ ＷＩＮＣＣ Ｖ６．０ ＲＴ ８Ｋ ｔａｇｓ
ＳＴＥＰ７软件 ＷＩＮＣＣ运行版软件 工程师站计算机
ＰＨＩＬＩＰＳ ２０１Ｂ

ＰＨＩＬＩＰＳ ＥＰＳａＮ

１５００Ｘ１０００Ｘ７００

热風炉智能控制系统设各清单

５．２系统及其部件介绍

５．２．１工程师站 工程师站由下列部件组成，如图５．３所示它用于对整个ＰＣＳ ７系统进行组态。工程师 站采用集成的全局数据库和统一的组态工具

ＳＩＭＡＴＩＣ管理器协调工具和对象

（１）Ｓ