【文章內容簡介】 般要求對動態(tài)過程已知且不確定因素的變化范圍可以預估?！　☆A測控制是一種根據(jù)預測的過程模型的控制算法，它根據(jù)過程的歷史信息判斷將來的輸入和輸出。它注重的是模型函數(shù)對于如狀態(tài)方程、傳遞函數(shù)、階躍響應等都可作為預測模型。預測控制是一種最優(yōu)控制算法。它根據(jù)性能函數(shù)計算將來的控制動作。預測控制是一種反饋控制的算法。預測控制可以補償控制誤差和在線校正系統(tǒng)模型參數(shù)。　　智能控制是現(xiàn)代控制技術的一個主要研究方向。目前在過程控制領域中最為常見的當屬模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制?！　∧：刂剖腔谀：龜?shù)學理論的一種控制方法。它能夠對一些無法建立精確數(shù)學模型的復雜過程進行有效的控制。模糊控制主要包括模糊化處理、模糊推理和精確控制三個環(huán)節(jié)。通常過程控制的模糊化處理就是把誤差及其變化率等輸入變量映射到一個響應論域，把這些連續(xù)的精確量離散化為適當?shù)哪：险Z言。模糊推理就是根據(jù)一定的規(guī)則推理出模糊量。精確控制就是將模糊推理出的模糊量轉化為精確量輸出控制，其轉化方法有很多，如最大隸屬度法、中心法、面積平均法等。模糊控制還可和其它控制方法結合組成復合控制，如模糊自適應控制、專家模糊控制、神經(jīng)模糊控制等。　　神經(jīng)網(wǎng)絡控制是模擬人腦控制的一種方法。神經(jīng)網(wǎng)絡模型是以神經(jīng)元的數(shù)學模型為基礎的控制模型。人工神經(jīng)網(wǎng)絡由于其特有的高度并行分布處理能力、非線性映射能力、自適應和自學習能力等特點，目前在工業(yè)過程控制中被認為是對有關多邊量、非線性、滯后和時變等復雜系統(tǒng)的最有效控制方法。５、結束語　　隨著水泥工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對生產(chǎn)中粉體物料的計量控制的要求越來越高。如何系統(tǒng)地解決粉體物料的計量和控制問題，以滿足現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的要求顯得尤為迫切。KXT科氏力秤煤粉計量與控制系統(tǒng)的研究摘要:“KXT科氏力秤煤粉計量與控制系統(tǒng)”是合肥水泥研究設計院自主研發(fā)的高技術產(chǎn)品，是科研人員歷時八年艱苦努力，靠自己的聰明才智，通過技術創(chuàng)新取得的研究成果。沒有走引進消化的途徑，是真正意義上的自主創(chuàng)新。該項成果分別榮獲2006年度國家建材科技進步一等獎。 眾所周知，在水泥生產(chǎn)過程中，煤粉計量與控制對穩(wěn)定窯的熱工制度，提高熟料的產(chǎn)、質量，降低能耗，提高自動化水平和管理水平起到極其重要的作用。窯系統(tǒng)喂煤量波動失控，會導致煤粉不完全燃燒，不僅造成能源浪費，同時使一氧化碳超標，給窯尾收塵系統(tǒng)安全運行帶來隱患。因此，必須選用計量準確，喂煤量穩(wěn)定、可調，響應速度快，對煤粉特性（煤種、細度、水分等）適應能力強的計量與控制系統(tǒng)，以期達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)約能源，降低成本的目標。本研究旨在開發(fā)具有國際先進水平，性能價格比高，有自主知識產(chǎn)權，為新型干法水泥生產(chǎn)線配套的入窯煤粉計量與控制系統(tǒng)。 KXT科氏力秤煤粉計量與控制系統(tǒng)（以下簡稱“KXT系統(tǒng)”）由穩(wěn)流給料機、科氏力粉體計量秤、新型輸送泵、及控制裝置組成。穩(wěn)流給料機安裝在煤粉倉下方，其作用是給計量裝置科氏力粉體計量秤（以下簡稱“科氏力秤”）提供流量穩(wěn)定的煤粉，故稱之為“穩(wěn)流給料機”。煤粉經(jīng)穩(wěn)流給料機進入科氏力秤，控制裝置根據(jù)科氏力秤瞬時流量測定值與設定值比較結果反饋調節(jié)穩(wěn)流給料機轉速，使瞬時值始終跟蹤設定值，從而實現(xiàn)對喂煤量的計量與控制。計量后的煤粉通過新型輸送泵進入煤粉輸送管道。 二、主要研究內容 （一）科氏力秤的研制水泥廠煤粉計量與控制系統(tǒng)必須具備計量準確，喂煤量穩(wěn)定、可調，響應速度快等功能，而這些功能的實現(xiàn)首先要建立在計量準確基礎之上?？剖狭Τ邮墙M成KXT系統(tǒng)的關鍵設備，是通過自主創(chuàng)新研發(fā)的粉體物料計量裝置，是本研究項目的技術核心。 科氏力秤計量原理及基本結構 計量原理科氏力秤應用科里奧利力學原理計量粉體物料的質量流量。在力學研究中，物體的運動需在某個確定的參照系中加以描述。本研究涉及的力學原理是以物體在均勻轉動參照系中作相對運動為條件的。質點在均勻轉動參照系中作相對徑向運動時，受到的真實力由三部分組成，即慣性離心力、向心摩擦力和科里奧利力?？评飱W利力是沿切向的?？评飱W利力的矢量表達式為：Fc=2mωv’，式中ω為轉動角速度，v’為相對速度，m為質量。 由于質點是在均勻轉動參照系中作徑向運動，角速度ω不變，質點在任意一位置上的相對速度v’為確定值（且不受質量影響）。因此表達式中科里奧利力Fc的量值變化只與質量相關。因此，通過精確測量Fc的量值即可獲得物料的準確流量。 ，科氏力秤內設有測量盤，測量盤上徑向設置數(shù)塊測量葉片，如圖6所示，測量盤在電機主軸的驅動下作高速回轉。需計量的物料落到測量盤中心，經(jīng)過分料錐改變流向后，被葉片捕獲，在離心力的作用下沿徑向向外緣運動。在運動過程中，物料受到了徑向的摩擦力Fr和反向的離心力Fx，以及沿切向的科氏力Fc的作用，F(xiàn)c引起一個反作用運動力矩M，而Fr、Fx對驅動軸不會產(chǎn)生反作用力矩。通過測量科里奧利力Fc對測量盤的作用力矩即可獲得物料的質量流量。其計算公式為： M = QωR2 式中：M 測量盤受到的力矩； Q 物料流量； ω 角速度； R 測量盤半徑。 科氏力秤核心技術研究與創(chuàng)新 、重要技術參數(shù)的研究應用科里奧利力學原理計量粉體物料，首先是以物料在均勻轉動參照系中徑向運動為條件。因此，科氏力秤在理論上要符合下面兩個基本條件：（1）測量盤轉速必須是恒定的；（2）物料必須由測量盤中心向外徑向運動。在理論上滿足這些條件并不困難，關鍵是如何體現(xiàn)在最佳結構設計上。根據(jù)計算公式M = QωR2可知 ：必須確定測量盤有效轉速范圍，并從有效轉速范圍中優(yōu)選出理想轉速；必須確定測量盤理想半徑，及測量葉片設置數(shù)量和尺寸等諸多相關技術參數(shù)。本研究在理論指導下，根據(jù)計算公式，通過大量實驗研究，獲得了經(jīng)驗公式，用以指導秤的結構設計。 、 測量盤理想轉速的研究測量盤轉速關系到物料的流速、流量，科氏力量值。測量盤轉速研究是本項目的重要內容之一，是科氏力秤結構設計必不可少的技術參數(shù)。根據(jù)科氏力矢量表達式Fc=2mωv’，測量盤轉速（或稱作角速度ω）關系到質點相對速度v’，決定了質點受到的科氏力Fc量值。 本項目在模擬試驗和理論分析基礎上，首先確定了測量盤有效轉速范圍。但有效轉速研究只解決了角速度ω的取值范圍，不能為設計提供具體參數(shù)和依據(jù)。為了獲得理想轉速參數(shù)，在半工業(yè)性試驗中，通過實驗樣機分別對煤粉、粉煤灰、生料粉進行實物計量，在采樣分析基礎上獲得了測量盤理想轉速。 、 測量盤理想半徑研究質點在測量盤上運動的相對位置不同，受到的科氏力量值也不同，因此，測量盤半徑與科氏力Fc的量值相關，測量盤理想半徑研究關系到科氏力秤結構的合理尺寸、計量能力，傳感器量程、功率配置、結構優(yōu)化、及系列化設計。理論公式不可能提供測量盤理想半徑，只有通過試驗研究方能建立起與科氏力秤優(yōu)化設計相符的經(jīng)驗公式。 如前所述，測量盤上設有徑向測量葉片，落到測量盤中心的物料在分料錐作用下運動到葉片處，被葉片捕捉后，沿葉片向外徑向運動，并受到科氏力作用。鑒于物料被葉片捕捉后才受到科氏力作用，故從受力角度，測量盤應分為有效測量區(qū)和無效測量區(qū),設有測量葉片部分為有效測量區(qū)。物料在無效測量區(qū)沒有受到科氏力作用，也可稱之為測量盲區(qū)。因此，測量盤半徑應分為有效半徑和無效半徑兩部分，有效半徑與葉片長度相等。這使測量盤理想半徑研究變得較為復雜，因為理想半徑由合理的有效半徑和無效半徑兩部分構成。在反復實驗基礎上獲得了修正系數(shù)，推導并建立了經(jīng)驗計算公式，用以指導不同規(guī)格科氏力秤測量盤優(yōu)化設計。 （二）穩(wěn)流給料裝置的研制喂煤量穩(wěn)定可調是新型干法生產(chǎn)線喂煤系統(tǒng)的基本要求，本項目將穩(wěn)定給料技術與裝置的研制放到重要位置，摒棄了以往重視計量技術，忽視給料裝置的理念。首先有針對性分析了物料特性和工藝條件對給料機性能影響和要求。給料裝置設在煤粉倉底部，煤粉倉內料位變化、煤粉倉進料時料流沖擊力均會影響給料穩(wěn)定性。煤粉細度細，水分低，容重小，流動性好，尤其是無煙煤燒成工藝，煤粉細度通常在1%以下，使穩(wěn)定給料變得更為困難。煤粉水分對穩(wěn)定給料有一定影響。水分偏大會帶來煤粉起拱、沾料、下料不暢等問題。尤其在雨季，或回轉窯點火升溫期間，很多水泥廠煤粉水分不符合工藝條件要求。因此，給料機結構設計要考慮在水分偏高時的適應能力。水泥燒成系統(tǒng)壓力變化也會間接影響給料機下料穩(wěn)定性。系統(tǒng)工況不正常時，輸煤管道壓力有時會發(fā)生波動，嚴重時會導致給料機下料不暢或無法運行。 穩(wěn)流給料機結構研究及工作原理通過物料特性和工藝條件研究分析，本項目采取與傳統(tǒng)給料裝置完全不同的設計方案，研制開發(fā)了全新結構的給料裝置 WD型水平回轉式穩(wěn)流給料機（以下簡稱“穩(wěn)流給料機”）。穩(wěn)流給料機結構見示意圖。如圖所示，穩(wěn)流給料機由減壓倉（1）、均壓倉（2）、穩(wěn)流腔（3）組成。減壓倉內設有減壓裝置，使進入均壓倉內的物料不受倉壓影響。均壓倉內設有攪器（4），使物料充分活化，避免物料起拱、沾壁、消除物料死區(qū)。由于均壓倉內料壓均勻，為物料在相同容重條件下進入轉子腔創(chuàng)造了條件。穩(wěn)流腔內設有水平回轉分格輪，每轉一周輸送相同容積的物料。穩(wěn)流給料機由軸裝式減速機和電機驅動，采用變頻器調節(jié)電機轉速，變頻器受控于PLC。PLC根據(jù)瞬時流量檢測值與流量設定值比較結果，實時調控給料機轉速，使瞬時流量始終跟蹤設定流量，實現(xiàn)定量給料目的。減壓倉、均壓倉、穩(wěn)流腔的進料口和出料口均呈180176。錯位布置，物料在穩(wěn)流給料機內經(jīng)迷宮式流動方能離開給料機。此外，轉子腔水平回轉分格輪葉片上采用了彈性密封材料，實現(xiàn)零間隙。因此，有效解決了高流動性物料在料壓變化和自重力作用下產(chǎn)生跑料、沖料問題。 穩(wěn)流給料機技術性能 給料均勻穩(wěn)定，不受倉壓，物料特性影響； 適應工藝系統(tǒng)壓力變化能力強； 給料量穩(wěn)定可調； 結構合理，性能可靠，維護簡單。 （三）新型螺旋泵的研制 螺旋泵在系統(tǒng)中的作用螺旋泵在系統(tǒng)中起到輸送和鎖風作用，在有效克服輸煤管道系統(tǒng)壓力前提下，將科氏力秤計量后的煤粉快速、均勻的送入輸煤管道中。當管道內壓力變化或輸送風壓力波動時，螺旋泵必需能有效阻斷煤粉返竄，出料不暢性能，為計量設備提供正常工作條件。 新型螺旋泵技術特點新型螺旋泵采用簡單的傳動結構，采用變節(jié)距螺旋設計，應用噴射器原理，使泵出料端工作氛圍基本呈負壓狀態(tài)，有效解決了輸煤管道系統(tǒng)壓力變化對螺旋泵出料帶來的影響；軸端密封采取氣體密封、油封、機械密