面向陶瓷辊道窑炉烧成过程的智能时空建模和控制

The project aims to develop an intelligent spatiotemporal model and control system for inprove the intelligent level of the thermal management of ceramic roller kiln. The work will improve the production efficiency of kiln and ultimately reduce the consumption and waste of energy. The specific research content is mainly consist of the following three aspects. 1) Development of the physical model of the firing process of the kiln: With experiment, the multilevel information fusion based physical model will be constructed to simulate kiln thermal process. The approximate model based iterative optimization will be studied for the model calibration. 2) Development of online prediction model for the temperature distribution within the kiln thermal system: The space/time separation based prediction model will be constructed and then optimized for online prediction with the help of data-based learning. The spatiotemporal deep learning will be studied for the sensor reduction. 3) Development of the intelligent controller based on spatiotemporal model: The spatiotemporal predictive controller will be designed to control the spatial temperature variation of the firing process of the kiln. The main innovations are described as follows: Multi-parameter iterative optimization method based on approximate model. An intelligent spatialtemporal model that can real-time predict the temperature distribution of the kiln. The research results are of great significance to the on-line prediction of temperature field and the application of real-time active control technology in the firing process of ceramic roller kiln.

本项目针对陶瓷辊道窑炉的高能耗问题，通过研究基于时空模型的智能预测及控制技术来提高窑炉温度场管理的智能水准，从而提高窑炉的生产效率，最终减少能源的消耗和浪费。具体研究内容主要包括以下三个方面：1）建立窑炉烧成过程的物理模型：在实验的基础上，构建多级信息融合的热生成的物理模型，研究基于近似模型的多参数迭代方法逐步优化物理模型。2）研究能用于温度场测量的在线预测模型：通过时空分离法构建热扩散的时空动态预测模型，结合数据学习方法在线优化预测模型的准确性；研究深度学习方法优化传感器空间配置，提高模型实现的可行性。3）研究基于时空模型的智能控制器：通过设计一个时空预测控制器，对窑炉烧成过程的温度场进行热均衡控制。创新点体现在：基于近似模型的多参数迭代优化方法，可实时预测窑炉温度场分布的智能时空模型。研究成果对于陶瓷辊道窑炉烧成过程温度场的在线预测和实时主动控制技术在实际中的应用具有重要的意义。

本项目针对陶瓷辊道窑炉的高能耗问题，通过研究基于时空模型的智能预测及控制技术来提高窑炉温度场管理的智能水准，从而提高窑炉的生产效率，最终减少能源的消耗和浪费。具体研究内容主要包括以下三个方面：1）建立窑炉烧成过程的物理模型：在实验的基础上，构建多级信息融合的热生成的物理模型，研究基于近似模型的多参数迭代方法逐步优化物理模型。2）研究能用于温度场测量的在线预测模型：通过时空分离法构建热扩散的时空动态预测模型，结合数据学习方法在线优化预测模型的准确性；研究传感器空间优化配置策略，提高模型实现的可行性。3）研究基于时空模型的智能控制器：通过设计一个时空鲁棒非脆弱间歇控制器，对窑炉烧成过程的温度场进行热均衡控制。创新点体现在：基于近似模型的多参数迭代优化方法，可实时预测窑炉温度场分布的智能时空模型。研究成果对于陶瓷辊道窑炉烧成过程温度场的在线预测和实时主动控制技术在实际中的应用具有重要的意义。