论文主要贡献及创新点
城市固废具有组分复杂多变、热值不稳定等诸多不确定性特征,其焚烧过程涉及复杂的物化反应,这导致城市固废焚烧运行过程严重依赖于人工干预,自动化水平较低且伴随有污染物排放超标、焚烧效率低下、设备损耗大和安全可靠性较差等问题。针对城市固废焚烧此类具有强非线性、强耦合、大时变性的复杂工业过程,其特征建模与优化控制面临着巨大挑战,主要体现在:(1)工艺机理复杂,难以挖掘变量关系并建立过程模型;(2)工况杂糅多变,难以提炼合理有效的控制规则;(3)多个运行指标相互耦合且具有动态时变等非平稳特性,难以实现多目标协同优化。
针对以上问题,论文主要工作如下:(1)城市固废焚烧被控对象建模方法:提出了多相分区机理分析方法,构建了质能平衡方程,挖掘了机理知识;提出了数据驱动被控对象智能表征方法,构建了多后件子网络模型,通过实际过程数据验证了模型的有效性;(2)城市固废焚烧自主控制方法:根据不同实际需求,构建了具有在线学习能力的鲁棒控制器,实现了在外部扰动下对炉膛温度的稳定控制;构建了多任务学习的多变量协同控制器,实现了对炉膛温度与烟气含氧量的同步控制;(3)城市固废焚烧智能优化方法:提出了集成随机配置网络的多运行指标建模方法,为其协同优化奠定了基础;提出了网格划分与自主进化的多目标粒子群优化方法,实现了对氮氧化物与余热发电功率的协同优化。