基于47算法的4RE控制器参数优化及其.PDFVIP

中!国!造!纸!学!报 !#$%! (#%)! *+, -./01/234#01#56740/89$: /0; 8/:. 基于 47算法的 4RE控制器参数优化及其 在置换蒸煮立锅温差控制中的应用 汤!伟!*!袁志敏*!杨鹏飞!冯晓会* !%陕西科技大学工业自动化研究所 陕西西安 ?++*# *%陕西科技大学电气与信息工程学院 陕西西安 ?++*# %陕西科技大学轻工与能源学院 陕西西安 ?++*$ 摘!要! 在介绍置换蒸煮工艺流程的基础上 对置换蒸煮控制系统的控制要点和难点进行了分析% 针对蒸煮过程中蒸煮立锅顶部药 液温度和底部药液温度的差值的控制问题 设计了一种基于 8ST !粒子群优化$ 算法优化 8_P控制器参数的温度H流量串级控制策略% DG-VG? US4B9$40p 仿真结果表明 该控制方案具有算法简单, 有哪些信誉好的足球投注网站能力快, 效率高等优点 能够有效地解决8_P参数优化问题# 实际 应用结果表明 该方案非常有效% 关键词! 粒子群优化算法# 8_P参数优化# 置换蒸煮立锅# 温差控制系统 中图分类号! -S? `%*!!!!文献标识码! G!!!!文章编号! +++H,=)*!*+,$+)H++AH+ !收稿日期 *+H*H* !作者简介 汤!伟 男# 博士 教授# 主要研究方向 制浆造纸全过程自动化, 工业过程高级控制, 大时滞过程控制及应用% JHB/4$ i3/0LA+,M,%2#B !!置换蒸煮系统 !P41:$/2B03P41L13.SK13B PPS$ 是 *+ 世纪 =+ 年代发展起来的一项高效节能的 间歇式制浆技术% 由于其具有显著的环境效益和经济 效益 该技术已经逐渐成为制浆蒸煮技术发展的主要 技术( % 粒子群优化 !8/.342$Si/.B T:34B4m/34#0 8ST$ 算法作为一种新兴的演化计算技术 具有执行 速度快, 受问题维数影响小等优点 能用于求解大多 数优化问题*( % 在置换蒸煮过程中 置换蒸煮立锅 是重要的核心设备 蒸煮立锅的顶部药液和底部药液 的温差控制策略采用了温差H流量串级控制系统( 针对此控制策略 8_P控制器参数的整定与优化成为 亟待解决的问题% 针对这一问题 通过对置换蒸煮工 艺流程的介绍 分析系统的控制要点和难点 结合 8ST算法简单, 高效的特点 本研究提出了运用 8ST 算法整定优化QH(整定法整定的8_P参数的办法来解 决此问题% 通过 8ST算法优化 8_P控制器参数 能 够改善温差控制策略 解决置换蒸煮过程温度控制严 重的时滞性, 时变性, 非线性等控制难点 进而实现 低能耗, 高效益的生产目标% !!置换蒸煮温度控制要点和难点分析 !!!置换蒸煮工艺流程 置换蒸煮就是将原料装锅并在不同的蒸煮阶段从 槽区抽取不同温度和化学性质的药液使其与木料发生 反应得到浆料的过程% 此过程属于间歇批量生产过 程 一般分为装锅, 温黑液充装, 热黑液充装, 升温 保温, 黑液置换回收, 卸料等步骤% 置换蒸煮能够有 效地利用设备 实现多个置换过程和蒸煮阶段 提高 生产效率% 图 显示了配有测控点的温度控制流程图% 图 !配有测控点的温度控制流程图 置换蒸煮过程描述如下)( 首先 在蒸煮初始 阶段 充装与置换温黑液, 热黑液, 白液 从而提高 蒸煮立锅内料片的温度# 充装完成后 关闭集流阀 药液循环均化一段时间 保证回流到蒸煮立锅顶部, 底部的热焓一致# 然后 打开顶部和中部的循环阀 启动循环泵 开始从蒸煮立锅中部泵送药液到热交换 器 利用中压蒸汽加热药液到蒸煮最高温度 随后使 药液经蒸煮立锅的顶部和底部回流到蒸煮立锅内# 最 终 当蒸煮立锅内的顶部, 中部, 底部药液温度均值 A 基于 8ST算法的 8_P控制器参数优化及其在置换蒸煮立锅温差控制中的应用 第 卷!第 ) 期 比蒸煮最高温度高 *@时 热交换器停止加热 但是 仍进行药液循环 以保温蒸煮浆料 当 R因子达到 设定值时蒸煮完成% 蒸煮一锅浆料大约用时=+ O *)+ B40% 图 *!基于 8ST算法的温差H流量串级控制系统 !$!温度控制要点和难点分析 在蒸煮过程中 温度的变化直接影响最终的蒸煮 质量 而蒸煮立锅顶部, 中部, 底部的温度是否一致 直接影响浆料的得率, 卡伯值, 蒸汽用量和后续工段 化学品的消耗量等% 因此 在置换蒸煮立锅温差控制 策略中 控制重点如下 一是蒸煮立锅药液温度控 制 此控制为定值控制# 二是蒸煮立锅内温差控制 本控制必须保证蒸煮立锅顶部和底部的药液温差保持 在 Z O@之间 采用基于 8ST算法的温差H流量串 级控制% 因此 温度控制难点主要有以下几个方面 !$ 温差控制的强耦合性, 时滞性, 时变性% 在加热升温过程中 中部泵送的蒸煮液总量一定 顶 层回流量增大 则底层