高爐冶煉過程的動作響應(yīng)問題

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1、維普資訊http://www.cqvip.comVoLl8No．3安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報第18卷第3期July2001J．of?mhuiUniversityofTechnology2001年7月文章編號：1000—2170(2001)03—0209—04高爐冶煉過程的動作響應(yīng)問題李家新，周莉英，糜克勤(安徽工業(yè)大學(xué)冶金工程系，安徽馬鞍山243002)摘要：根據(jù)煉鐵高爐具有明顯的熱量和化學(xué)滯后性的特點，指出用動態(tài)模型和動力學(xué)模型研究高爐的動作響應(yīng)問題有一定的缺陷和困難；而用時間序列分析法可以簡便地決定動作的響

2、應(yīng)特性，并可為各種高爐預(yù)報控制模型選擇恰當(dāng)?shù)膭幼鲄?shù)和該參數(shù)的取值時間．以提高模型的命中率。文中列舉了一些動態(tài)響應(yīng)以及預(yù)報生鐵舍硅量的實例。關(guān)鍵詞：時序分析；動作響應(yīng)；動作參數(shù)中舶分類號：TF64531文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AInvestigationonactionresponsetoablastfurnaceLIJia—xin，ZHOU1Li—ring，MIKe—qtn(MetallurgicalEngineeringDepartmentAnhuiUniversityofTechnology，Maansha

3、n243002，China)Abstraet：Inaceord&ueewiththecharacteristicofheatandchemicaldelay，therealesomedifficultiesandshort-comingswhilethedynamicsOrkineticsmodelisusedtoresearchontheactionresponseinablastfurnace(B．F)．Itisveryeasytodeterminetheresponseofanactionado

4、ptedinB．F，ifthetimeseriesdataareused，therefore，suitableparametersanddelaytimecanbeselectedforsomepredictingmodeltoincreasethepercentageofhitsintargetvalue．Someexamplesaleshown．Keywords：timeseriesdata；actionresponse；actionparameters引言煉鐵高爐是一個龐大的連續(xù)生產(chǎn)的立式逆流高

5、溫密閉反應(yīng)器。它本身擁有的巨大熱容量和在氣固液相向流動時，于不同部位發(fā)生的各種物理化學(xué)反應(yīng)，使得高爐對動作(即操作參數(shù))的階躍和干擾(即原燃料性質(zhì)、成分的波動)具有明顯的熱量滯后性和化學(xué)滯后性。所以從控制論角度看，高爐是～個慣性系統(tǒng)。雖然高爐操作人員依靠自己的經(jīng)驗積累，掌握了許多有關(guān)參數(shù)(動作)變動時的滯后量的知識，使高爐過程基本上能按操作者的意愿發(fā)展，但這種知識是有限的，更不能直接應(yīng)用于計算機(jī)的預(yù)報控制模型中。掌握這種滯后性和相應(yīng)的響應(yīng)規(guī)律，并以數(shù)字化的方法表達(dá)多種滯后特性，是實現(xiàn)高爐冶煉過程計算機(jī)

6、預(yù)報和控制的前提，并將促進(jìn)一般高爐的技術(shù)改造。1一般的動態(tài)響應(yīng)模式當(dāng)高爐從一個穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定態(tài)操作時，或因干擾使操作狀態(tài)發(fā)生變化而需要采取一定動作使之回到原來狀態(tài)時，都要經(jīng)過較長的過渡狀態(tài)，(1)式是一個一階響應(yīng)函數(shù)，它所代表的響應(yīng)過程如圖1。y=Kx—r+(1)式中：一階躍；—滯后時間；卜時問常數(shù)；卜一最終效應(yīng)：—增益；y()時間為f的響應(yīng)?？梢姲l(fā)出一階躍后，要經(jīng)歷一個時間滯后才能出現(xiàn)響應(yīng)，并在(4—5)T的時間后達(dá)到穩(wěn)定態(tài)。這樣從變動一個操作參數(shù)到獲收稿日期：2001．04—10作者簡介：李

7、家新(1957一)，男，安徽六安人，安徽工業(yè)走學(xué)冶金工程系剮教授。維普資訊http://www.cqvip.com2l0安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報2001年得期望的響應(yīng)效果所要的時間為D+(4～5)2高爐的實際響應(yīng)過程許多實驗觀測表明，由于某些參數(shù)階躍后常伴隨有物理化學(xué)反應(yīng)，而使高爐處于高階響應(yīng)過程，相應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)將是相當(dāng)復(fù)雜的，其中簡單的二階響應(yīng)函數(shù)就與自然頻率(‰／(1／s))和阻尼比(f)的大小密切相關(guān)。例如當(dāng)高爐鼓風(fēng)濕度大幅度變化時的響應(yīng)過程就與圖2中f：0．3—06的欠阻尼過程相似：鼓風(fēng)濕度提高時．爐

8、溫最初由于水分的分解而降低，待分解出的Hz參加圖1一階響應(yīng)過程還原節(jié)省了熱量以后又使?fàn)t溫上升，最后穩(wěn)定在比濕度階躍前為低的水平上只有當(dāng)阻尼比≥1．0時，其響應(yīng)曲線才與一階的相似。這就從控制論的角度告訴人們．高爐冶煉過程中參數(shù)的大幅度階躍是禁止的，必丑須減少對高爐的顯著干擾和采取細(xì)微的調(diào)整動作，爭取響應(yīng)以近似一階的形式發(fā)展40即使是一階響應(yīng)過程，由于冶煉周期與爐容的差異，使得相同參數(shù)的單位階躍在不同高爐內(nèi)所產(chǎn)生的過渡行為(郎響應(yīng)過程)的D，值不盡相同，甚至