《基于球磨机负荷优化控制的磨音检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于球磨机负荷优化控制的磨音检测（84页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分类号：T P 2 7 3 密级：公开 单位代码：1 0 4 2 7 学号：2 0 0 8 0 1 0 1 7 5 浠匈幺学 硕士学位论文 基于球磨机负荷优化控制的磨音检测 研究生姓名 导师姓名 姜德轩 申涛 学科、专业控制理论与控制工程 申请学位级别工学硕士 答辩时间 20 11 年5 月29 日 落孽Fr Ir，、痞毒_，急曩寥 ，曲尊警n一融筻。电rI。气-二了譬0t-降0耋艟。每俺、苎一 T h em i l ln o i s ed e t e c t i o nb a s e do no p t i m a l c o n t r o lo fm i l ll o a d B y J
2、 i a n gD e x u a n U n d e rt h eS u p e r v i s i o no f A s s o c i a t eP r o f S h e nT a o AT h e s i sS u b m i t t e dt ot h eU n i v e r s i t yo fJ i n a n I nP a r t i a lF u l f i l l m e n to ft h eR e q u i r e m e n t s F o rt h eD e g r e eo fM a s t e ro fE n g i n e e r i n g U n i
3、 v e r s i t yo fJ i n a n J i n a n ，S h a n d o n g ，P R C h i n a M a y ，2 0 1 1 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：j 嗡 日 期：2 盟L 笸乒 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解济南大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留
4、或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借鉴；本人授权济南大学可以将学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文和汇编本学位论文。 刮么开口保密( j ，解密后应遵守此规定) 论文作者虢套嗡翩躲避日期逊“ 济南人学硕卜学位论文 目录 摘要V A J j l S T R A C T V I I 第一章绪论1 1 1 球磨机的结构和工作原理l 1 1 1 球磨机的结构l 1 1 2 球磨机的工作原理及工况特性2 1 2 目前常见的几种磨机负荷检测的方法3 1 2 1 进出口压差法4 1 2 2 磨机功率( 电流) 法4 1
5、2 3 轴振频谱分析法4 1 2 4 基于神经网络的软测量方法4 1 2 5 基于数据融合的最佳负荷点判断方法5 1 2 6 其他检测方法5 1 3 磨音检测概述5 1 3 1 磨音负荷检测的原理一：6 1 3 2 磨音处理系统中的一些问题6 1 4 本文的主要工作7 1 4 1 课题的来源7 1 4 2 本文的主要内容7 1 5 本章小结7 第二章磨音信号处理的理论基础一9 2 1 傅里叶分析基础9 2 1 1 采样定理1 0 2 1 2 傅罩叶变换1O 2 1 3 离散傅里叶变换( D F T ) 1 0 2 1 4 快速傅里叶变换( F F T ) 一1 l 2 2 滤波器设计的基础知识
6、1 3 2 2 1 无限冲击响应滤波器1 3 2 2 2 有限冲击响应滤波器1 4 l 基F 球羼机负荷优化控制的磨爵榆测 2 3 短时傅罩叶变换14 2 4 小波变换基础1 6 2 4 1 小波变换定义1 6 2 4 2 多分辨分析l7 2 5 本章小结1 8 第三章磨音信号处理算法研究及其仿真1 9 3 1 随机噪声的处理2 0 3 1 1 小波消噪的原理2 0 3 1 2 小波消噪的步骤2 l 3 1 3M A T L A B 小波工具箱的使用。2 2 3 2 低频信号处理2 4 3 4F D A T o o L 的使用2 9 3 5 球磨机相互之间的干扰问题3 1 3 6 本章小结3
7、1 第四章系统硬件部分设计3 3 4 1T M S 3 2 0 V C 5 5 0 2 芯片及其外设概述3 3 4 1 1T M S 3 2 0 V C 5 5 0 2 芯片简介3 3 4 1 2 直接存储器访问( D M A ) 概述3 4 4 1 3 多通道缓冲串口( M c B S P ) 概述3 6 4 1 41 2 C 总线简介3 7 4 2 磨音检测系统的硬件设计3 9 4 2 1J T A G 接口设计3 9 4 2 2 电源电路设计。4 1 4 2 2 复位电路设计。4 2 4 2 3 时钟电路设计。4 3 4 2 4 音频接口电路设计4 4 4 3 本章小结4 5 第五章系统
8、软件部分设计4 7 5 1D S P 的集成开发环境C C S 简介4 7 5 2 磨音检测的程序设计4 9 济南大学硕卜学位论文 5 2 1 系统参数配置5 0 5 2 2 磨音信号采集与处理5 5 5 2 3 磨机工况识别程序5 9 5 3 本章小结6 0 第六章总结与展望6 1 参考文献6 3 致谢6 7 附勇之6 9 一、在校期间发表的学术论文6 9 二、在校期问参加的项目6 9 I I I I V 济南大学硕f 学位论文 皇皇mm mm im 。一m 。 摘要 水泥生产行业是一种高能耗、高污染的行业，而水泥粉磨系统又是水泥生产工序中耗能 最大的生产环节，因此有必要对水泥粉磨控制系统进
9、行优化。粉磨系统具有多变量、非线性 和时变性等特性，并且系统模型容易受到外界干扰，水泥粉磨优化控制实施的难点在于及时 准确的检测出球磨机的负荷状态。 磨机内部无法安装测量装置，球磨机负荷通常采用其他参数进行间接检测。通过分析和 比较常见的几种磨机负荷检测方法的优缺点，选取了磨音作为判断磨机负荷的检测量。 球磨机在不同工况下的磨音频谱不同，因此磨音的频谱能够反映磨机的负荷状态，但是 现场采集到的磨音中包含有大量噪声信号，必须先进行适当的处理。磨音的噪声中包含有一 部分随机噪声，这些随机噪声的频谱和磨音的频谱有重叠部分，并且在分布上近似为白噪声。 小波分析具有都多分辨特性，能够有效地滤除随机噪声，
10、因此采用小波阈值消噪方法先对磨 音信号进行降噪。除了随机噪声外，磨音频谱中还包含风机等其他设备产生的噪声，因而在 小波消噪之后又设计了一个通带为5 0 0 - - - 2 5 0 0 H z 的带通滤波器，进而将磨音频谱外的噪声信 号进一步滤去。 磨音频谱能够反映磨机的工况，但是直接通过输出的频谱来判断磨机负荷状态会存在一 些问题人工读取频谱很难判断磨机的负荷情况。本文将处理后的磨音分别和三种典型工 况信号进行了相似度比较分析，从而得到实时的磨机负荷状况。 磨音数据处理运算量大，如果放在上位机进行必然会增加上位机的开销，甚至可能会影 响到其他工作。现场D C S 控制系统中使用的控制器运算能力不强，也不能胜任磨音信号处理 的工作。D S P 芯片是一种专门用于数字信号处理的微处理器，利用D S P 芯片处理磨音信号能 够达到实时性和实用性的要求。 文中选用了T M S 3 2 0
