| 【中文题名】 | 正常工况下TRT系统高炉顶压动态建模及控制研究 |
| 【英文题名】 | Dynamic Modeling and Control of Top Gas Pressure in TRT System under Normal Condition |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-12 |
| 【中关键词】 | 高炉炉顶煤气余压透平发电装置（TRT）,炉顶压力,动态模型,内模控制,电液位置伺服系统,精确线性化 |
| 【英关键词】 | Blast Furnace Top Gas Pressure Recovery Turbine Unit （TRT）,top gas pressure,dynamic model,internal model control （IMC）,electro-hydraulic position servo system,exact-linearization, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>计算机的应用>信息处理(信息加工)>机器辅助技术 |
| 【论文摘要】 |
高炉炉顶煤气余压透平发电装置(简称TRT)是目前国际、国内钢铁企业公认的有价值的二次能源回收装置。它通过将高炉炉顶煤气导入透平膨胀机做功，使高炉炉顶煤气的压力能及热能转化为机械能再驱动发电机发电。采用TRT装置代替减压阀组，不改变原高炉煤气的品质，也不影响煤气用户的正常使用，却回收了过去在减压阀组上白白损失的能量，经济效益十分显著，同时降低了噪声，是典型的节能环保项目。
作为能量回收的TRT设备，其投入运行的前提条件是在任何情况下均能保证高炉顶压稳定，从而不影响主流程工艺过程。目前TRT装置大都依靠经验PID控制可调静叶开度来稳定高炉顶压。然而，随着冶金高炉的大型化和现代炼铁技术的发展，对高炉顶压的稳定性要求越来越高，PID控制已难以达到预期的控制要求。因此，需要对高炉顶压的稳定性进行系统性理论研究。
正常运行工况下高炉顶压稳定性研究是分析TRT装置整个运转过程中顶压稳定性问题的基础。本文以正常运行工况下TRT系统为研究对象，对该工况下高炉炉顶压力对象的数学建模与控制进行了研究。主要研究工作如下：
(1)介绍了TRT装置的工艺流程、工作原理及其投入运行的前提条件，并简要概述了... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-6 |
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Abstract |
6-11 |
|
第一章 绪论 |
11-21 |
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1.1 课题的背景与意义 |
11-14 |
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1.1.1 TRT装置简介 |
12-13 |
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1.1.2 TRT装置推广的前提 |
13-14 |
|
1.1.3 经济效益和社会效益 |
14 |
|
1.2 TRT高炉顶压控制的研究现状和发展 |
14-17 |
|
1.2.1 PID控制 |
14-16 |
|
1.2.2 TRT高炉顶压稳定性理论研究 |
16-17 |
|
1.3 电液伺服控制系统现状 |
17-20 |
|
1.3.1 电液伺服系统概述 |
17-18 |
|
1.3.2 电液伺服系统的特点 |
18-19 |
|
1.3.3 电液伺服系统的非线性控制 |
19-20 |
|
1.4 本文主要研究内容 |
20-21 |
|
第二章 正常工况下高炉顶压数学模型研究 |
21-37 |
|
2.1 引言 |
21 |
|
2.2 数学模型 |
21-23 |
|
2.3 参数辨识理论 |
23-28 |
|
2.3.1 最小二乘参数估计 |
23-25 |
|
2.3.2 闭环辨识及可辨识性条件 |
25-28 |
|
2.4 正常工况下高炉顶压动态数学模型机理分析 |
28-32 |
|
2.5 正常工况下高炉顶压数学模型参数辨识及仿真 |
32-36 |
|
2.5.1 正常工况下高炉顶压控制系统 |
32-33 |
|
2.5.2 顶压控制系统闭环可辨识性分析 |
33-34 |
|
2.5.3 正常工况下高炉顶压动态数学模型参数辨识 |
34 |
|
2.5.4 正常工况下高炉顶压动态数学模型的验证 |
34-36 |
|
2.6 本章小结 |
36-37 |
|
第三章 TRT中电液伺服系统的控制 |
37-57 |
|
3.1 引言 |
37 |
|
3.2 非线性控制理论 |
37-41 |
|
3.2.1 基本概念 |
38-39 |
|
3.2.2 状态反馈精确线性化 |
39-41 |
|
3.3 电液位置伺服系统 |
41-43 |
|
3.3.1 电液位置伺服系统的构成和工作原理 |
41-42 |
|
3.3.2 电液位置伺服系统在TRT的应用 |
42-43 |
|
3.4 电液位置伺服系统的精确线性化控制 |
43-48 |
|
3.4.1 系统非线性模型的建立 |
44-45 |
|
3.4.2 系统模型精确线性化 |
45-46 |
|
3.4.3 系统最优控制律设计 |
46-48 |
|
3.5 仿真分析 |
48-56 |
|
3.6 本章小结 |
56-57 |
|
第四章 正常工况下高炉顶压内模控制 |
57-73 |
|
4.1 引言 |
57 |
|
4.2 内模控制 |
57-64 |
|
4.2.1 内模控制原理及其结构 |
58-59 |
|
4.2.2 内模控制器的性质 |
59-61 |
|
4.2.3 内模控制器的设计 |
61-63 |
|
4.2.4 二自由度内模控制 |
63-64 |
|
4.3 正常工况下高炉顶压控制系统设计 |
64-65 |
|
4.4 高炉顶压内模控制器设计 |
65-66 |
|
4.5 仿真分析 |
66-71 |
|
4.6 本章小结 |
71-73 |
|
第五章 TRT自动控制系统及其设计 |
73-85 |
|
5.1 引言 |
73 |
|
5.2 控制系统的功能 |
73-78 |
|
5.2.1 启动升速联锁控制 |
74 |
|
5.2.2 转速控制 |
74-75 |
|
5.2.3 高炉顶压功率复合控制 |
75-76 |
|
5.2.4 停机控制 |
76-78 |
|
5.2.5 电液位置伺服控制系统 |
78 |
|
5.2.6 氮气密封系统 |
78 |
|
5.2.7 煤气管道及透平机轴系统 |
78 |
|
5.3 控制系统构成及硬件配置 |
78-81 |
|
5.4 控制系统软件设计 |
81-84 |
|
5.4.1 PLC控制系统设计 |
81-82 |
|
5.4.2 监控系统设计 |
82-84 |
|
5.5 本章小结 |
84-85 |
|
第六章 总结与展望 |
85-87 |
|
6.1 本文内容总结 |
85-86 |
|
6.2 进一步的研究与展望 |
86-87 |
|
参考文献 |
87-91 |
|
致谢 |
91-93 |
|
作者在攻读硕士学位期间完成的论文及参加的项目 |
93 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.370632 |
