[发明专利]一种基于数字孪生的高炉鼓风与TRT启停机仿真控制方法

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的高炉鼓风与TRT启停机仿真控制方法，在建模阶段，使用基于正常工况下采集到的输入和输出数据，通过偏最小二乘回归(PLSR)建立模型；根据实际现场的控制策略和控制范围，构建基于PID的控制算法和策略；根据实际设备的外观和内部运行状态，基于Unity3D进行三维建模；最后，根据现场使用人员的需求与显示效果，设计相应的前端显示页面。在在线部分使用部分，现场人员通过在web页面输入控制器参数，随后由PLSR模型和基于PID的控制算法共同确定相应启、停机控制方法；其后根据PLSR模型得出的仿真数据，三维模型进行相应动作并且web端也对其中的运行状态和关键数据进行显示。

技术领域

本发明涉及数字孪生与过程控制技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的高炉鼓风与TRT启停机仿真控制方法。

背景技术

如今，数字化的概念已经进入了每一个企业，这不仅要求企业自身数字化，还要求企业在未来需要更多地开发与设计具有数字化的产品。对于企业的数字化转型，其中的基础就是，便是数字孪生技术。

目前，国际范围中国际标准化组织(ISO)的相关标准ISO_DIS_23247，已经提出了数字孪生制造的参考性框架。国内，《数字孪生体技术白皮书》也于2019年发布。其中，数字孪生体的定义为：数字孪生体是现有或将有的物理实体对象的数字模型，通过实测、仿真和数据分析来实时感知、诊断、预测物理实体对象的状态，通过性能和状态优化和指令发送来调控物理实体对象的行为，通过相关数字模型间的相互学习来进化自身，同时改进相关方在物理实体对象生命周期内的决策。

在基于数据孪生体的工业过程监测系统中，其主要框架可包括：数字建模、测量与控制、模拟仿真、数据分析、数字资产和人机交互。数字建模是指将实际的物理对象转换为计算机能够识别的数字模型。目前，通常采用一些三维建模软件，譬如：CAD、Uinty3D、建筑信息模型等。测量与控制，其可通过传感器等实现数字体与物理对象之间的数据的传递和信息的交互，包括：停止，加速，关闭和开启等动作。这使得我们可以更加充分的对物理世界进行感知，还能对物理世界传递信息，并且更高地驱动物理世界。模拟仿真可通过完整的信息预测未来的。数据分析过程是基于当前的信息推测设备的运行状态。数据资产，指对数据的积累、管理、追溯和共享的特性，数字孪生可从中得到持续地增长。人机交互是操作人员和数字模型的直观可视化页面，这里可以展示了数字孪生体的数据、状态，此外我们也可对其进行操作，并对物理对象进行干预。

如今，现在流程工业，往往具有流程长、工序复杂和规模巨大等特点，这使得现场操作人员往往无法对整个流程有整体的了解，这对于人员的培训，工程师的设备诊断带来极大的困难。此外，如今大多数基于数字孪生的技术中，大部分只关注实时的数据显示，并且其建立的三维模型往往无法对不同情况进行动作，这也对三维模型资源造成了浪费。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种基于数字孪生的高炉鼓风与TRT启停机仿真控制方法。该方法将数字孪生技术与高炉鼓风与TRT启停机仿真控制相结合，专注于高炉炼铁流程中各个工业流程的仿真控制和数字孪生体的构造。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于数字孪生的高炉鼓风与TRT启停机仿真控制方法，包括以下步骤：