[发明专利]一种电石炉炉压自适应PID控制方法

权利要求书

1.一种电石炉炉压自适应PID控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S01：建立净气风机频率(JQ_MV)与炉压(LY_PV)数学模型：

稳定运行工况、炉压小幅度突变工况、炉压中等幅度突变工况、炉压大幅度突变工况下JQ_MV与LY_PV的数学模型，即传递函数模型

代表模型的增益，

θ：施加ΔMV时刻至PV值开始有响应时刻所用时间，代表时间滞后。

T:PV值开始响应时刻至PV值为(PV1+0.632*ΔPV)所用时间，代表模型的时间常数。

e^-θs整体表征模型的滞后项。

s为系统时域状态下的传递函数标志区别于离散型传递函数；

步骤S02：净气风机及粗气风机参数设计：包括建立净气风机及粗气风机频率之间的差值；净气风机频率步幅限制、频率调节区间限制、频率调节上、下限限制；

步骤S03：依据步骤S01设计自适应PID控制器；

步骤S04：净气风机频率稳态工作点修正。

2.根据权利要求1所述的一种电石炉炉压自适应PID控制方法，其特征在于，所述步骤S01包括如下步骤：

S101：DCS采集数据预处理；

对DCS系统采集的炉压(LY_PV)、净气风机频率(JQ_MV)进行缺失值插值法处理，缺失值插值利用历史数据(process_value(k-2),process_value(k-1),[缺失值],process_value(k+1))进行插值：

Case1：过程值同向增或同向减

Case2：过程值震荡

sample_t为采样时间；

S102：数学模型提取；

对步骤S101处理后的数据依据工况特性进行分类，分为稳定运行工况、炉压小幅度突变工况、炉压中等幅度突变工况、炉压大幅度突变工况；对4种工况分别建立传递函数数学模型：

θ：施加ΔMV时刻至PV值开始有响应时刻所用时间；

T:PV值开始响应时刻至PV值为(PV1+0.632*ΔPV)所用时间。

3.根据权利要求1所述的一种电石炉炉压自适应PID控制方法，其特征在于，所述步骤S02包括如下步骤：

S201：净气风机及粗气风机频率差设定；

以净气风机频率为第一操纵变量，粗气风机频率跟随净气风机频率为第二操纵变量，当要求两个风机频率存在差值时，建立净气风机及粗气风机频率之间的差值ΔCQ_JQ_MV；

S202：净气风机频率步幅限制；

步幅限制参数设定为：stride_lim，依据单位时间内风机频率爬升曲线的最大变化值(ΔUnit_JQ_MV)计算步幅限制：ΔUnit_JQ_MV＝stride_lim，

ΔUnit_JQ_MV＝max[MV(k)-MV(k-1)]；其中k为当前时刻，k-1为上一时刻；

S203：净气风机频率调节区间限制；

确定风机频率基于当前频率调节的最大增量ΔMAX_JQ_MV，适配于炉压突变工况，为净气风机频率调节区间，JQ_MV_LIM＝50。

S204：净气风机频率调节上、下限限制；

风机最高负荷频率限制为：JQ_MV_UPLIM，风机最低负荷频率限制为：JQ_MV_DWLIM，JQ_MV_UPLIM＝45，JQ_MV_DWLIM＝0。