目前,国内大中型烧结机都具备了过程检测和设备控制能力,当务之急是研究烧结过程的全局控制方法,开发烧结过程控制系统。本文综合运用现代优化控制理论、人工智能理论、管理科学方法等多学科知识,对烧结生产系统的优化及控制的理论和方法进行了深入的研究,在理论研究的基础上开发了烧结生产优化控制系统,具有重要的理论意义和实用价值。烧结过程是一个工艺流程长、影响因素多、机理复杂的动态系统,采用传统的控制理论和方法难以解决全局控制问题。本文在分析烧结过程的特点之后,论述了烧结过程的控制方法和控制策略,将复杂的烧结全局控制分解为烧结矿质量优化控制、烧结矿产量控制以及烧结过程异常诊断三大部分。根据烧结过程控制的目标和特点,分别进行了实时数据的在线采集、烧结矿化学成分控制、烧结料层透气性状态控制、烧结终点控制以及烧结过程异常诊断等研究,开发出了烧结生产优化控制系统。本文研究了烧结过程实时信息的在线采集和预处理方法,为实现系统的实时在线控制奠定了基础。国内外烧结生产实践表明,烧结矿化学成分的波动对高炉生产影响很大,而目前烧结矿化学成分波动大是国内外高炉原料的一个突出问题。研究了烧结矿化学成分的控制策略,采用数学模型与知识模型相结合的方法、碱度和铁品位双优化以及区间优化的控制策略,使烧结矿化学成分稳定在一定的范围内;本研究以原料参数作为输入,分别建立了基于时间序列和神经网络的烧结矿化学成分预报模型,并用区间命中率来评价预报模型的准确度。时间序列模型采用遗忘因子算法;神经网络模型采用线性再励的自适应变学习率方案;烧结过程控制的知识包括生产数据、事实、数学模型、启发性知识和元知识等五类知识,建立了由数据库、事实库、模型库和规则库组成的四库组结构的知识库;本系统采用过程化推理,正向推理和黑板相结合的混合推理控制策略。总目标推理机采用过程化推理,各级目标推理采用同一正向推理机,系统的过程化推理与正向推理的结合是依赖黑板作为中间介质来实现的;建立了基于专家系统的烧结矿化学成分控制系统,实现了烧结矿化学成分的闭环控制。烧结料层的透气性决定着烧结过程的顺利进行,影响着烧结矿的产、质量。本文采用多级模糊综合评判法,用原料参数、操作参数和状态参数综合评判了烧结料层的<WP=4>透气性。烧结终点是烧结机操作的主要依据,是烧结过程的关键中间参数,本文对烧结终点控制方法进行了较为深入的研究。对难以直接检测的烧结终点进行了在线判断和修正的研究;烧结终点采用基于烧结工艺模型的长期控制和短期模糊控制两种方法。用于长期控制的工艺模型主要考虑了烧结料层透气性、料高以及主风机和废气系统的废气流量、压力和温度与烧结终点和烧结时间的关系;短期控制主要是通过烧结机中部风箱的废气温度曲线建立的温度模型来控制烧结机速;研究了烧结终点的模糊控制,并提出了带有自调整因子的模糊控制规则的在线优化方法,改进了模糊控制的动态自适应性能。在生产中及时诊断异常,并给出正确的操作指导,可以保证烧结过程的顺利进行。本文提出:烧结过程异常诊断主要包括设备保护、产质量的改善以及烧结过程异常诊断。根据现场情况,提出了烧结过程异常模糊诊断策略,将专家诊断异常和消除异常的经验归纳整理,作为系统诊断异常以及指导生产操作的依据。用VC++语言,采用面向对象的程序设计方法,开发了烧结生产优化控制系统,并应用于实际的烧结生产,取得了良好的效果。把开发的烧结生产优化控制系统在武钢烧结厂一烧车间应用于实际生产操作中,取得了明显效果,提高了烧结矿质量,降低了烧结矿能耗,证明了该优化控制系统的有效性。