合肥工业大学陈薇获国家专利权
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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116859720B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310670155.5,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法是由陈薇;刘勇;叶磊;陶杰设计研发完成,并于2023-06-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法,包括:1、在考虑效率和能耗的基础上建立篦冷机能效评价模型;2、基于篦冷机能效评价模型建立篦冷机效率目标和能耗目标,构建篦冷机多目标优化模型;3、利用MOEAD算法求解篦冷机多目标优化模型,得到篦下压力设定值和风机风量设定值的最优解;4、利用广义预测控制算法和增量式PID算法实现篦下压力和风机风量的滚动优化。本发明在考虑篦冷机的效率和能耗的前提下,对篦冷机篦下压力设定值和风机风量设定值进行同步优化,有利于提高篦冷机参数调控水平,降低生产能耗。
本发明授权考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑效率和能耗的篦冷机多目标优化控制方法,所述篦冷机具有n台冷却风机,其中,m台风机的风量能自由调节,并依次记为FA={FA1,FA2,…,FAl,…,FAm},FAl表示第l台风机,1≤l≤m,其余风机的风量恒定或由操作员进行控制;其特征在于,所述篦冷机多目标优化控制方法是按如下步骤进行: 步骤1、在考虑效率和能耗的基础上建立篦冷机能效评价模型; 步骤1.1、数据采集: 在N个时间长度为t的时间段内分别采集篦冷机的运行数据,并计算第k个时间段的篦冷机的平均运行数据,记为{y1k,y2k,y3k,u1k,u2k,…,ulk,…,umk,um+1k,um+2k},k=1,2,…,N,其中,y1k表示篦冷机在第k个时间段的平均二次风温、y2k表示篦冷机在第k个时间段的平均三次风温、y3k表示篦冷机在第k个时间段的平均出口熟料温度、ulk表示篦冷机在第k个时间段的第l台风机FAl的平均风机风量、um+1k表示篦冷机在第k个时间段的平均篦下压力、um+2k表示篦冷机在第k个时间段的平均生料喂料量; 计算第k个时间段的篦冷机的耗电量,记为y4k; 步骤1.2、利用滑动平均滤波法对第k个时间段的篦冷机运行数据进行处理,得到滤波后的篦冷机运行数据其中,表示第k个时间段的二次风温滤波值、表示第k个时间段的三次风温滤波值、表示第k个时间段的出口熟料温度滤波值、表示第k个时间段的耗电量滤波值、表示篦冷机在第k个时间段内的第l台风机FAl的风机风量滤波值、表示第k个时间段的篦下压力滤波值、表示第k个时间段的生料喂料量滤波值; 步骤1.3、基于滤波后的篦冷机运行数据,建立篦冷机的能效评价模型: 以和分别为能效评价模型的第i个输出i=1,2,3,4,以分别为能效评价模型的第j个输入1≤j≤m+2,从而利用式1构建第k个时间段篦冷机的能效评价模型: 式1中,z-1为延迟算子,表示滞后1步;表示第k个时间段的输入参数矩阵,并由式2得到;Aiz-1表示第i个输出的输出系数多项式,并由式3得到;Tiz-1表示第i个输出的输入滞后矩阵,并由式4得到;Biz-1表示第i个输出的输入系数多项式矩阵,并由式5得到;εik表示第i个输出在第k个时间段的噪声项; 式3中,分别为输出系数多项式Aiz-1的各次项的系数,表示第i个输出的输出阶次; 式4中,表示第i个输出中第j个输入对应的滞后阶次,τj为第j个输入的滞后步数; Biz-1=[bi,1,bi,2,…,bi,j,…,bi,m+2]5 式5中,bi,j表示第i个输出中第j个输入的输入系数多项式,并有: 式6中,分别为输入系数多项式bi,j的各次项的系数,表示第i个输出中第j个输入的输入阶次; 步骤1.4、篦冷机能效评价模型的参数辨识; 初始化篦冷机能效评价模型的结构参数,包括:第i个输出的输出阶次第i个输出中第j个输入的输入阶次输入滞后矩阵Tiz-1; 将滤波后的篦冷机运行数据输入到篦冷机的能效评价模型中,并通过递推最小二乘算法辨识模型的参数,包括:输出系数多项式Aiz-1的各次项的系数输入系数多项式bi,j的各次项的系数 步骤2、构建篦冷机多目标优化模型; 步骤2.1、利用式7建立第k个时间段篦冷机的效率目标和能耗目标,其中,所述效率目标包括二次风温评价指标、三次风温评价指标和出口熟料温度评价指标,所述能耗目标为耗电量评价指标; minFXk=f1Xk,f2Xk,f3Xk,f4XkT7 式7中,f1Xk表示第k个时间段的二次风温评价指标,且f2Xk表示第k个时间段的三次风温评价指标,且f3Xk表示第k个时间段的出口熟料温度评价指标,且f4Xk表示第k个时间段的耗电量评价指标,且Xk表示第k个时间段的决策变量,且表示第k个时间段的第j′个决策变量,1≤j′≤m+1; 步骤2.2、建立篦冷机多目标优化模型的约束条件; 步骤3、基于MOEAD算法对第k个时间段的篦冷机多目标优化模型进行求解,得到第k+1个时间段篦冷机的多目标优化模型的最优解,以所述最优解对应的m台风机FA1~FAm的风机风量和篦下压力分别作为第k+1个时间段下m台风机FA1~FAm的风机风量设定值和篦下压力设定值; 步骤4、根据第k+1个时间段下m台风机FA1~FAm的风机风量设定值和篦下压力设定值,利用基于增量式PID算法的m台风机FA1~FAm的风机风量控制器,基于广义预测控制算法的篦下压力控制器分别对第k+1个时间段下m台风机FA1~FAm的风机风量和篦下压力进行自适应调节,以实现篦冷机的多目标优化控制。
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