【正文】 燒爐起，到形成煙氣和固態(tài)殘?jiān)恼麄€(gè)過程，總稱為焚燒過程。 結(jié)合各種資料，焚燒包括了四個(gè)階段：第一階段是物料的加熱干燥階段；第二階段是熱解階段；第三階段是焚燒處理的主階段 —— 真正的燃燒階段；第四階段是燃盡階段，即可燃質(zhì)最后燃盡生成固態(tài)殘?jiān)碾A段。從爐內(nèi)實(shí)際過程看，一起送入的垃圾物料中，有的還在預(yù)熱干燥，而緊鄰的其他物料已開始燃燒，甚至已燃盡。這就是說，由于垃圾物料的成分多種多樣和幾何尺寸的千差萬(wàn)別，它的焚燒 過程就比燃燒煤、油、氣之類的化石燃料復(fù)雜得多。按熱量傳遞的方式，可將干燥分為傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥和輻射干燥 3 種方式。故干燥過程中需要吸收很多的熱能。嚴(yán)重時(shí)會(huì)使生活垃圾的焚燒難以持續(xù)下去，而必須從外界供給輔助燃料，以保證燃燒過程的順利進(jìn)行。利用爐壁和火焰的輻射熱，垃圾從表面開始燃燒，部分產(chǎn)生表面燃燒。如果提供 200℃以上的燃燒空氣，干燥的垃圾便會(huì)著火，燃燒便從這部分開始。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 8 頁(yè) 共 39 頁(yè) 二、 熱分解過程 城市生活垃圾的熱分解過程是生活垃圾中多種有機(jī)可燃物在高溫作用下的分解或聚合化學(xué)反應(yīng)過程，反應(yīng)的產(chǎn)物包括各種烴類、固定碳和不完全燃燒物等。這些物質(zhì)的熱分解包含有多種反應(yīng)，既有吸熱反應(yīng)也有放熱反應(yīng)。 城市生活垃圾中有機(jī)可燃物的活化能越小、熱分解溫度越高，則其熱分解速度越快。熱分解作為燃燒開始的第一階段，有機(jī)物的分解直接關(guān)系到垃圾的燃燒、停 留時(shí)間 [9]。生活垃圾的實(shí)際燃燒過程十分復(fù)雜，經(jīng)干燥和熱分解后，產(chǎn)生許多不同種類的氣、固態(tài)可燃物，這些可燃物在與氧混合并達(dá)到一定著火條件后就會(huì)形成火焰而燃燒。 燃燒階段是燃燒的中心部分。燃燒段和后燃燒段 的界限稱為“燃燒完了點(diǎn)”。垃圾在燃燒段的滯留時(shí)間約 30min。為了提高燃燒效果，均勻地供應(yīng)垃圾，垃圾的攪拌混合和適當(dāng)?shù)目諝夥峙洌ǜ稍锒?、燃燒段和燃盡段）等極為重要。但空氣流入過多部分會(huì)產(chǎn)生“燒穿”現(xiàn)象，易造成爐排的燒損并產(chǎn)生垃圾熔融結(jié)塊。 四、 燃盡階段 垃圾焚燒過程的最后階段是燃盡階段。垃圾在燃盡段上滯留約 1h。 2． 2 焚燒穩(wěn)定性研究 對(duì)垃圾的焚燒過程特性進(jìn)行分析研究可知，在對(duì)垃圾焚燒效率產(chǎn)生影響的眾多因素中，爐溫影響最為重要。 一般來說，溫度越高，停留時(shí)間越短，但是爐體耐火材料增加了負(fù)擔(dān)?？芍呷紵郎囟纫矔?huì)帶來相關(guān)的高溫結(jié)渣、腐蝕和增加爐體負(fù)擔(dān)等問題 [10]。曾總結(jié)某實(shí)際垃圾焚燒爐的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)垃圾焚燒爐在 850℃～ 950℃范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的煙氣污染物的排放較小，且蒸汽產(chǎn)量穩(wěn)定。因此在整個(gè)垃圾焚燒過程中穩(wěn)定燃燒的一個(gè)主要指標(biāo)是控制爐內(nèi)的溫度分布，維持爐內(nèi)較高的焚燒溫度并保持爐溫穩(wěn)定，特別是爐膛溫度控制在 850℃～ 950℃。城市生活垃圾在爐內(nèi)自上而下先經(jīng)過預(yù)熱干燥帶，加熱到 100℃～ 200℃下?lián)]發(fā)出水分；干燥后的城市生活垃圾下降到爐體中部，城市生活垃圾被加熱升溫至 200℃～ 600℃，城市生活垃圾中的有機(jī)成分發(fā)生熱分解氣化中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 10 頁(yè) 共 39 頁(yè) 反應(yīng)，產(chǎn)物主要含有 CH4， CO， H2， CO2 等；氣化后的殘留物進(jìn)入還原焚燒帶，在600℃ ～ 1250℃下燃燒釋放出熱量保持爐內(nèi)高溫，使得殘留物在熔融帶的高溫（ 1250℃～ 1450℃）下完全燃燒，無(wú)機(jī)物熔化成熔融灰渣。密閉式城市生活垃圾直接氣化熔融焚燒爐的特征：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、基建投資抵，特別適用于處理廢舊電視機(jī)、計(jì)算機(jī)等產(chǎn)業(yè)垃圾；爐內(nèi)熱交換較好，爐床指數(shù)高，處 理能力的選擇性較大；有價(jià)金屬易于回收，熔融灰渣可再生資源化；城市生活垃圾燃燒產(chǎn)生的熱量易于回收利用；實(shí)現(xiàn)了城市生活垃圾處理的減容化、無(wú)害化及資源化，基本實(shí)現(xiàn)了城市生活垃圾處理過程中二惡英的零排放。欲達(dá)到此目標(biāo)就必須使城市生活垃圾直接氣化熔融、氣化產(chǎn)生的高分子可燃?xì)怏w能夠完全燃燒并使污染物的排放 量降到最低程度。 此外城市生活垃圾直接氣化熔融焚燒系統(tǒng)另有氮氧化物 NOx的濃度控制、 副煙道閥門開度控制、助燃空氣量及溫度控制等。 本章小結(jié) 垃圾焚燒爐的燃燒過程是強(qiáng)耦合的多輸入多輸出非線性系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)特性隨運(yùn)行工況的變化而大幅度變化，且各環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性差異很大，存在慣性、滯后、非線性、時(shí)變、工作環(huán)境和干擾的不確定性，很難獲得精確的數(shù)學(xué)模型。另外，由于垃圾焚燒爐入爐垃圾因?yàn)榧竟?jié)、成分和水分等方面的變化，造成了垃圾熱值的不穩(wěn)定性，另外再運(yùn)行一段時(shí)間或經(jīng)過重新檢修以后，垃圾焚燒爐特性也會(huì)有一定的變化，以上這些都易造成垃圾焚燒工況的復(fù)雜多變。 在實(shí)際的生產(chǎn)過程中熟練的操作工人往往可以對(duì)焚燒爐燃燒過程進(jìn)行有效的控制。這些經(jīng)驗(yàn)包括他對(duì)被控對(duì)象特性的了解及在各種情況下的控制策略、性能 指標(biāo)判據(jù)。這就是所謂的模糊控制策略，它不要求已知受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，卻能很好的解決了大量常規(guī)控制難以解決的控制難題，這已經(jīng)在不同領(lǐng)域的自動(dòng)控制系統(tǒng)中得以成功應(yīng)用。通過改進(jìn)焚燒控制方式，可實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)定的垃圾燃燒過程，減小溫度波動(dòng)范圍，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度并為降低二次污染和 減弱高溫腐蝕奠定基礎(chǔ)。模糊集合的引入，可將人的判斷、思維過程用比較簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)形式直接表達(dá)出來，從而使對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)做出合乎實(shí)際的、符合人類思維方式的處理成為可能，為經(jīng)典模糊控制器的形成奠定了基礎(chǔ)。 1974年在加利福尼亞大學(xué)的美日研修班上，進(jìn)行了有關(guān)“模糊集合及其應(yīng)用”的國(guó)際學(xué)術(shù)交流。 1984年 IFS從 International Fuzzy System Association)正式成立，并已召開了幾屆國(guó)際模糊系統(tǒng)會(huì)議。 1993年，IEEE Trans. On Fuzzy Systems開始出版。 最近幾年，對(duì)于經(jīng)典模糊控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的改善，模糊集成控制、模糊自適應(yīng)控制、專家模糊控制與多變量模糊控制的研究，特別是針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)與參數(shù) (或規(guī)則 )自調(diào)整模糊系統(tǒng)方面的研究，尤其受到各國(guó)學(xué)者的重視。我國(guó)對(duì)模糊控制的理論與應(yīng)用研究起步較晚，但發(fā)展較快，諸如在模糊控制、模糊辨識(shí)、模糊聚類分析、模糊圖像處理、模糊信息論、模糊模式識(shí)別等領(lǐng)域取得了不少有實(shí)際影響的結(jié)果。 1981年，成立了中國(guó)模糊系統(tǒng)和模糊數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)，并創(chuàng)辦了當(dāng)時(shí)世界上第二份模糊專業(yè)學(xué)術(shù)雜志《模糊數(shù)學(xué)》， 1987年易名為《模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)》。但在應(yīng)用的深度和水平上還不高，模糊邏輯技術(shù)的開發(fā)工具落后，許多系統(tǒng)的開發(fā)方法仍停留在原始的手工編程開發(fā)階段。 1989年，國(guó)家教委在北京師范大學(xué)建立了國(guó)家級(jí)模糊實(shí)驗(yàn)室。汪培莊、樓世博、王立新、張文修、諸靜、鄧聚龍、龍升一照、李友善、李士勇、徐承偉、張化光、閏世杰、孫庚山等學(xué)者在理論上取得了許多突出研究成果，他們所做的工作都對(duì)我國(guó)的模糊控制理論及其應(yīng)用研究起到了積極的促進(jìn)作用 [11]。其控制方法的特點(diǎn)是把人的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為控制策略，為模型未知的復(fù)雜系統(tǒng)控制提供了簡(jiǎn)便的模式。隨后，荷蘭、丹麥、美國(guó)與日本的學(xué)者相繼將模糊控制方法成功地應(yīng)用在溫度、熱水裝置、壓力與液面、十字路口交通樞紐指揮、水泥窯生產(chǎn)過程與汽車速度等自動(dòng)控制系統(tǒng)中。它標(biāo)志著模糊控制器“智能化”程度進(jìn)一步向高級(jí)階段發(fā)展。 80年代末在日本興起的模糊控制技術(shù)是高科技領(lǐng)域的一 次革命，其成果己被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，使得日本的模糊控制理論研究和應(yīng)用水平處于世界領(lǐng)先地位。日前美國(guó)國(guó)家航空與航天局 (NASA)正在考慮把模糊系統(tǒng)用于太空和航空系統(tǒng)。有文獻(xiàn)表明，在航天器空間對(duì)接的研究中，國(guó)外己將模糊控制應(yīng)用于繞飛和最后逼近階段的控制，克服了難以建立精確數(shù)學(xué)模型的困難 :在空 NJ機(jī)器人的控制系統(tǒng)中 應(yīng)用模糊控制，使其對(duì)負(fù)載和工作條件的變化有很強(qiáng)的適應(yīng)性。雖然戶貝博士實(shí)現(xiàn)了模糊推理，但由于使用了常規(guī)數(shù)字技術(shù)， 1秒鐘只能推理 1000萬(wàn)次。 19851986年，日本進(jìn)入了模糊控制實(shí)用化時(shí)期，特別反映在： 1. 過去以大型機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn) 過程為研究對(duì)象，而目前以家用電器產(chǎn)品為應(yīng)用對(duì)象。 2. 向復(fù)雜系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、人類與社會(huì)系統(tǒng)以及自然系統(tǒng)方向擴(kuò)展。在國(guó)外，模糊控制器集成硬件己有出售。立石電機(jī)公司的 FZ30U0. FZ50013和英國(guó) Image Automation公司的 LINK man。所有這些努力都極大地加強(qiáng)了模糊控制理論研究與應(yīng)用的效果?？梢灶A(yù)料，隨著模糊控制理淪的不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)更加廣泛。模糊控制理論研究還期待著堅(jiān)實(shí)的、系統(tǒng)的、奠基性的內(nèi)容，以解決模糊控制的機(jī)理、穩(wěn) 定性分析、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法、新型自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)、專家模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)模糊控制系統(tǒng)和多變量模糊控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)等一系列問題 .以促進(jìn)模糊控制理論的發(fā)展，從而建立一套嚴(yán)格的、系中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 16 頁(yè) 共 39 頁(yè) 統(tǒng)的模糊控制理論。隨著被控對(duì)象日益復(fù)雜，往往需要二種或多種控制策略的集成，通過動(dòng)態(tài)控制特性上的互補(bǔ)來獲得滿意的控制效果。對(duì)其建立一套完整的分析與設(shè)計(jì)方法也是模糊控制理論研究的一個(gè)重要方向。 4. 自學(xué)習(xí)模糊控制策略和智能化系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)。 6. 把已經(jīng)取得的研究成果應(yīng)用到工程實(shí)際過程中，盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。 綜上所述，模糊控制在工業(yè)中的應(yīng)用是一個(gè)相對(duì)迅速發(fā)展的領(lǐng)域。 3． 3 模糊控制方法的設(shè)計(jì)步 驟 模糊控制理論發(fā)展至今天，已形成了比較完善的理論體系，其設(shè)計(jì)方法也日益成熟。模糊控制器的設(shè)計(jì)實(shí)際上有兩大部分： （ 1） 信號(hào)的處理過程的設(shè)計(jì)。 （ 2） 模糊控制器核心的設(shè)計(jì)。 一、 模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 17 頁(yè) 共 39 頁(yè) 通常將模糊控制其輸入變量的個(gè)數(shù)稱為模糊控制的維數(shù)。目前被廣泛采用的均為二維模糊控制器，這種控制器以誤差和誤差的變化為輸入變量，以控制量的變化為輸出變量。但是維數(shù)過高，模糊控制規(guī)則變得過于復(fù)雜，控制算法的實(shí)現(xiàn)相當(dāng)困難。但客觀世界上并沒有現(xiàn)成的控制規(guī)則，它需要設(shè)計(jì)者根據(jù)控制器的結(jié)構(gòu)從大量的觀察和實(shí)驗(yàn)中提取，經(jīng)過去偽存真、去粗存精的過程，形成一系列用模糊條件語(yǔ)句描述的語(yǔ)言控制規(guī)則。在許多情況下模糊規(guī)則的提取和選擇是一個(gè)繁復(fù)的過程，往往摻雜著許多設(shè)計(jì)者的主觀思維，而作為設(shè)計(jì)者本身，應(yīng)盡量避免或減弱這種主觀性的影響。例如，人 在描述車速時(shí)，常用“快”、“較快”、“很快”、“較慢”等詞匯，在描述人的年齡時(shí)，常用“老年”、“中年”、“青年”等。在控制參數(shù)模糊化前，首先要確定其基本語(yǔ)言值，然后根據(jù)語(yǔ)言值確定其隸屬函數(shù)和論域。一般來說，一 個(gè)語(yǔ)言變量的語(yǔ)言值越多，對(duì)事物的描述就越準(zhǔn)確，可能得到的控制效果就越好。因此，應(yīng)根據(jù)具體情況來定。 三、 精確量的模糊化方法 由于模糊控制器內(nèi)部的推理和規(guī)則表達(dá)都是采用模糊語(yǔ)言描述，而系統(tǒng)測(cè)量得到的卻是精確的數(shù)字，所以就存在著一個(gè)將精確量（數(shù)字量）轉(zhuǎn)換為模糊量的過程。模糊化則是要將在基本論域[a， b]中的精確量映射為到論域 [n， n]（ n 為正整數(shù)）中。 四、模糊推理過程和查詢表的建立 模糊推理過程首先就要解決一個(gè)從論域到模糊子集的轉(zhuǎn)換問題。 一個(gè)精確的測(cè)量值通過模糊化，映射到論域中，最終歸屬到哪個(gè)模糊子集，主要就是通過模糊子集的隸屬函數(shù)。模糊性 是在概念外延不明確的前提下，由于客觀事物的確存在著過渡狀態(tài)，因而造成劃分上的不確定性。它用兩個(gè)參數(shù)來描述，如圖 ，一 般可表述為式 ： 式 () 這種隸屬函數(shù)的特點(diǎn)是連續(xù)且點(diǎn)點(diǎn)可求導(dǎo)，比較適合于自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)模糊控制隸屬函數(shù)的修正。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文 第 20 頁(yè) 共 39 頁(yè) 圖 高斯型 4 MATLAB 模糊工具箱的介紹及應(yīng)用 4． 1 引言 “模糊邏輯”是 1965 年美國(guó)工程師扎得（ Lotfi Zadeh），在其改進(jìn)計(jì)算機(jī)程序的“模糊集合理論”中提出的一個(gè)概念。傳統(tǒng)計(jì) 算機(jī)通常只能按照“是與否”、“對(duì)與錯(cuò)”、“ 0 與1”這樣的二元邏輯進(jìn)行識(shí)別，而對(duì)冷、熱、大、小這樣的模糊概念無(wú)能為力。 模糊邏輯和模糊數(shù)學(xué)雖然只有四十年的歷史，但其理論和應(yīng)用的研究均取得了豐碩的成果，除了在自動(dòng)控制領(lǐng)域的成功應(yīng)用外，還應(yīng)用與聚類分析、故障診斷、圖像識(shí)別和專家系統(tǒng)等領(lǐng)域。它提供了內(nèi)置