球磨机制粉系统的控制方法

（1）常规控制　将控制系统设计为3个互为独立的控制回路，采用热风门控制球磨机出口温度，再循环风门控制入口负压，给煤量控制球磨机入口负压形成3套独立的PID控制回路。通过机理分析可知，钢球磨煤机的3个控制回路间耦合非常严重。因此，一个系统中如果有各自独立的系统，控制品质就会很差，很难保证长期稳定运行，在电力实际生产中很大程度上仍需要手动控制，制粉系统很难工作在更佳工况，磨煤电耗高、经济性差。

（2）解耦控制　球磨机制粉系统是一个3输入3输出多变量耦合系统，在调节回路中，不管输入和输出如何配对均存在严重的耦合，因此，需要进行多变量解耦，对象模型较精确、在静态工作点附近线性度较好的环境，具有结构简单、容易实现的特点。但钢球磨煤机是一个复杂的被控对象，工作状态极不稳定，所以静态解耦不适用于钢球磨煤机。动态解耦是在被控对象工作的全过程进行解耦，在一定的条件下有良好的解耦效果。解耦后的系统可按单回路的原则来整定PID控制器的参数。对于钢球磨煤机这样一个多扰动、非线性的复杂系统，此方法还是有较大的局限性，当系统出现扰动时极易造成不稳定。因此，常规解耦法不能从根本上解决磨煤机的控制问题。解耦控制的共同特点是用补偿矩阵来消除各控制回路之间的影响，从理论上来说，要实现完全解耦是可以通过补偿实现的，但工程应用遵从简单有效的原则，过于复杂的补偿矩阵是无法实现的。

（3）基于多变量频域理论的INA设计方法　INA法即逆奈氏阵列法，是多变量频域理论的重要内容之一，具有对数学模型的精确性要求不高、物理概念清晰、易于工程实现等特点。INA法的关键在于求出被控对象的预补偿矩阵，使对象的广义传递函数具有对角优势。由于INA法设计的磨煤机控制方案小、不需要精确的数学模型，从而克服了系统易受扰动、稳定性差的毛病，使系统具有耦合小、鲁棒性，以及故障稳定性强的特点，但用INA法设计的磨煤机控制系统需相应的CACSD软件。

（4）模糊控制　本质上是非线性控制，它不需要知道被控对象的数学模型，具有比常规控制系统更好的稳定性、更强的鲁棒性和良好的抗噪性能，而且容易跟人工操作经验相结合，可以有效地实现对非线性系统的控制。运用模糊控制理论控制钢球磨煤机必须解决多变量模糊控制的问题。通过相关方程分解可将一个多输入、多输出的模糊控制器分解为若干个单输入、单输出的模糊控制器。这样，可用3个单输入、单输出的模糊控制器实现对磨煤机的控制，因而大大简化了系统的设计。模糊控制方案无需磨煤机精确的数学模型，这对经典的解耦方法是一个很大的进步。虽然磨煤机模糊控制方案具有较好的鲁棒性，但是由于其是多变量系统，因而要根据运行人员的经验得到控制规则库和隶属度函数是非常困难的。这是磨煤机的模糊控制理论亟待解决的问题。

（5）自寻优控制　当制粉系统处于稳定工况时，常规控制方式可以维持系统运行在低负载的习惯工作区，因而无法保证运行的经济性。更佳存煤量会随钢球损耗、煤种变化，以及煤的水分变化等产生漂移。因此，要求控制系统应能够实时跟踪料位的变化，在运行中不断修正控制参数，使控制对象始终运行在更佳工作状态，实现球磨机制粉系统的经济运行。球磨机制粉系统自寻优控制是在一定范围内的在线寻优。其方法是先计算出单耗，然后根据变化方向进行正向或反向寻优，直到单耗在某值附近摆动，接近更佳工况值。球磨机单耗的计算没有统一的算法，若以给煤机的给煤量表示球磨机近似负荷，并不能准确测得球磨机的实际出力，也无法正确计算单耗，因此，在线寻优并非更优，此外，该方法调节动作频繁，不利于系统的稳定运行。自寻优控制的优化指标也是随设备条件、煤质(特别是可磨系数)、运行工况而变化的，这对实时控制提出了很高的要求。

（6）预测控制　由于常规模糊控制的控制规则集中且不包括对象纯滞后的信息，因此寻找克服大纯滞后对象模糊控制规则是现今研究的一个方向。预测控制的主要目的是解决大延时系统的控制问题。将球磨机的传递函数矩阵转换为脉冲相应矩阵，根据系统的现在时刻和过去时刻的控制输入预测系统输出的未来值，实现预测控制。对于球磨机这种时变对象，获取预测传递函数是预测控制的难点。

（7）神经网络控制　神经网络因其具有自学习、自适应的优点，并且不依赖具体数学模型，非常适合对象的动态特性随运行工况大范围的变化，而球磨机就属于这类对象。因此，一些学者已经尝试神经网络在制粉系统中的应用。

（8）混合型控制　对于球磨机中储式制粉系统用单一控制方法很难同时解决所有问题，如将PID与模糊结合、自适应与模糊结合、解耦控制与模糊控制结合、预测控制与模糊控制结合、自寻优控制与模糊控制结合、仿人智能控制与模糊控制结合、专家与模糊控制结合、预测控制与神经网络结合、模糊控制与神经网络结合等多种控制理论结合使用，取长补短，能有更好的控制效果。

随着很好控制理论、检测手段，以