球磨机的控制系统

二十世纪六十年代末，国外都采用模拟仪表进行球磨机制粉系统控制，而我国的制粉系统一直是采用手动控制方式。到七十年代初期，我国开始设计了以给煤量控制压差，以热风量控制温度，以再循环风量控制负压的自动控制系统，以及另一种用给煤量控制温度，用热风控制负压。它们共同的问题是以单回路调节器为基础，对球磨机如此复杂的系统显然达不到要求，若强行将其间的相互关系割裂开来，只能顾此失彼，达不到理想的控制效果。三变量之间的严重祸合，系统的非线性和时变性问题，这个时期的自动控制系统很少能投入运行。直到八十年代初期，国内开始有人研究钢球磨制粉系统的动态特性和数学模型，并把多变量解藕控制方法应用于制粉系统的分析。进入九十年代，人们在消化引进国外钢球磨制粉系统控制技术的同时，开始探索用新的方法来检测球磨机内的存煤量，而且控制方法也有了较大的进步。

随着很好控制理论、检测手段以及计算机技术的发展，火电厂热工控制水平有了大幅度的提高，球磨机制粉系统这一较难控制的系统开始受到重视，并取得了一些理论和应用方面的研究成果，一些很好控制方法应运而生。一批以多变量控制理论、模糊控制理论和自适应优化理论为基础，在充分考虑了制粉系统特点的基础上，针对不同被控过程的具体特性，基于不同控制理论的实用控制策略得以提出，如解祸控制、自寻优控制、模糊控制等等。

球磨机制粉系统是典型的多变量强祸合系统。白焰等利用Bristol- shinshey方法对球磨机制粉系统的藕合进行理论分析，结论是，在球磨机制粉系统的三个调节回路中，不管三个回路如何配对，均存在着相当严重的祸合，不解祸的系统不可能实现良好的控制，解祸设计是必须的。同时，设计了两种补偿方法，一种是前馈补偿法，即根据抗干扰设计原理，选择一个补偿支路，使它与祸合支路的影响相互抵消:另一种是三角矩阵法，即在前馈补偿法的基础上，只考虑采用部分解祸公式，允许一些相对来说不重要的变量存在祸合，让解祸环节与对象组成的广义对象矩阵成为一个上三角或下三角矩阵。在设计控制方案时，将给煤回路看作单回路系统，针对磨入口负压和出口温度，设计了三种解祸控制系统:动静态全解祸方法、静态解祸方法和工程实用的静态解祸方法。其后一种方法是通过试验来确定解祸补偿函数，具有一定的实用性。

田沛等，苏杰等以振动信号来表征球磨机的负荷，即将给煤量与负荷调节系统设计成单回路，对磨出口温度和入口负压回路则基于多变量频域设计方法，分别给出了INA(逆奈奎斯特阵列)法和RFN(反标架正规化)设计方法，其特点是系统结构简单，较易于工程实现，物理概念清晰，系统具有一定的鲁棒性。

王东风针对制粉系统球磨机的多变量强祸合特性，提出模型算法预测控制的解藕设计方法，将球磨机系统分解为三个多输入单输出系统，用模型算法控制原理设计控制器，通过求解三元一次矩阵方程组，实现了多步预测的解祸控制。