控制理论与应用

作者：安剑奇,赵国宇,何勇,李炜俊,郭云鹏,吴敏

单位：中国地质大学(武汉）自动化学院,中国地质大学(武汉）未来技术学院,中国地质大学(武汉）自动化学院,中国地质大学(武汉）自动化学院,中国地质大学(武汉）自动化学院,中国地质大学(武汉）未来技术学院

关键词：高炉煤气利用率; 数据驱动建模; 多时间尺度系统; 模型预测控制; 经验模态分解

基金：国家自然科学基金项目(62373336, 61973287), 高等学校学科创新引智计划项目(B17040)资助.

煤气利用率(GUR)是衡量高炉能耗和稳顺运行的重要指标, 受布料和送风操作在不同时间尺度下影响. 现 有对煤气利用率的建模、预测和控制仅在单一时间尺度上进行, 忽略了多时间尺度特性, 影响预测和控制的准确性. 因此, 提出一种数据驱动的多时间尺度高炉煤气利用率模型预测控制方法(MTSGURMPC). 首先, 根据经验模态分解和相关性分析得到布料和送风对煤气利用率影响的不同尺度; 然后, 建立布料长时间尺度和送风短时间尺度模型, 提出了多时间尺度模型预测控制结构用于快速准确寻找高炉最优操作策略, 该结构将煤气利用率划分为不同尺 度进行模型预测控制, 兼顾了高炉多时间尺度和模型预测控制动态优化特性, 不断反馈优化趋近最优解; 最后, 基于某钢铁厂高炉工业数据进行应用实验, 结果表明该方法能够实现煤气利用率准确预测和控制, 并有效提高控制精度.

来源：2025年第1期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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