第10卷第6期 智能系统学报 Vol.10 No.6 2015年12月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Dee.2015 D0:10.11992.tis.201507039 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1538.tp.20151110.1354.010.html 生活垃圾焚烧炉燃烧过程温度的仿人智能控制 肖前军1，许虎2 (1.重庆工业职业技术学院自动化学院，重庆401120：2.重庆大学自动化学院，重庆400044) 摘要：针对城市垃圾焚烧排放污染物含量高，探讨了一种焚烧系统温度控制的仿人智能算法。剖析了垃圾不完全 燃烧、烟气排放污染与导致二次污染等产生的原由，讨论了焚烧稳定性控制的条件，总结了焚烧过程的控制论特性， 研究了焚烧过程的智能控制策略，构建了一种基于仿人智能的控制算法。以二阶滞后模型为例.仿真实验验证了仿 人智能控制算法的强抗干扰能力与过程控制的良好品质。仿真研究结果表明，提出的控制算法对焚烧炉过程温度 控制是可行与有效的。 关键词：垃圾焚烧：温度控制：燃烧稳定性；不确定性：污染物排放：二次污染；控制策略：仿人智能控制 中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1673-4785(2015)06-0881-05 中文引用格式：肖前军，许虎.生活垃圾焚烧炉燃烧过程温度的仿人智能控制[J】.智能系统学报，2015,10(6)：881-885. 英文引用格式：XIAO Qianjun,XUHu.Algorithm for human-simulated intelligent temperature control of incinerator combustion process of urban household garbage[J].CAAI Transactions on Intelligent Systems,2015,10(6):881-885. Algorithm for human-simulated intelligent temperature control of incinerator combustion process of urban household garbage XIAO Qianjun',XU Hu2 (1.School of Automation,Chongqing Industry Polytechnic College,Chongqing 401120,China;2.College of Automation,Chongqing University,Chongqing 400044,China) Abstract:To address the problem of the high pollutant content discharged from city garbage incineration,this paper explores a human-simulated intelligent algorithm for controlling the temperature of the incineration process.We de- termine the reasons for incomplete garbage combustion,flue gas emission pollution,and secondary pollution.We then discuss the conditions necessary for incineration stability,summarize the cybernetic characteristics of the incin- eration process,develop an intelligent control strategy for the incineration process,and construct a control algorithm based on human-simulated intelligence.Using a two-order lag model as an example,the simulation experiment dem- onstrates that it would have good anti-jamming ability and process control quality.The results of the simulation re- search show that the proposed control algorithm is feasible and effective for controlling the temperature of the incin- eration process. Keywords:garbage incineration;temperature control;combustion stability;uncertainty;pollutant discharge;sec- ondary pollution;control strategy;human simulated intelligent control 随着经济的高速发展，焚烧已经成为城市生活 是将垃圾焚烧发电越来越受到人们的重视。无 垃圾减量化、资源化、无害化处理的重要手段，特别 论链条、辊轴炉排、往复式炉排还是循环流化床垃圾 焚烧炉系统，由于垃圾成分与焚烧过程异常复杂，要 收稿日期：2015-07-23.网络出版日期：2015-11-10. 基金项目：重庆市教委科学技术研究资助项目(K102102). 达到垃圾处理的资源化、减量化、无害化的目标并非 通信作者：肖前军.E-mail:xiaoqianjun2003@126.com.第 １０ 卷第 ６ 期 智 能 系 统 学 报 Ｖｏｌ．１０ №．６ ２０１５ 年 １２ 月 ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｄｅｃ． ２０１５ ＤＯＩ：１０．１１９９２．ｔｉｓ．２０１５０７０３９ 网络出版地址：ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ ／ ２３．１５３８．ｔｐ．２０１５１１１０．１３５４．０１０．ｈｔｍｌ 生活垃圾焚烧炉燃烧过程温度的仿人智能控制 肖前军１ ，许虎２ （１．重庆工业职业技术学院 自动化学院，重庆 ４０１１２０； ２．重庆大学 自动化学院，重庆 ４０００４４） 摘 要：针对城市垃圾焚烧排放污染物含量高，探讨了一种焚烧系统温度控制的仿人智能算法。 剖析了垃圾不完全 燃烧、烟气排放污染与导致二次污染等产生的原由，讨论了焚烧稳定性控制的条件，总结了焚烧过程的控制论特性， 研究了焚烧过程的智能控制策略，构建了一种基于仿人智能的控制算法。 以二阶滞后模型为例，仿真实验验证了仿 人智能控制算法的强抗干扰能力与过程控制的良好品质。 仿真研究结果表明，提出的控制算法对焚烧炉过程温度 控制是可行与有效的。 关键词：垃圾焚烧；温度控制；燃烧稳定性；不确定性；污染物排放；二次污染；控制策略；仿人智能控制 中图分类号： ＴＰ２７３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３⁃４７８５（２０１５）０６⁃０８８１⁃０５ 中文引用格式：肖前军，许虎． 生活垃圾焚烧炉燃烧过程温度的仿人智能控制［Ｊ］． 智能系统学报， ２０１５， １０（６）： ８８１⁃８８５． 英文引用格式：ＸＩＡＯ Ｑｉａｎｊｕｎ， ＸＵ Ｈｕ． Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｈｕｍａｎ－ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｏｒ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｈｏｕｓｅｈｏｌｄ ｇａｒｂａｇｅ［Ｊ］． ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ２０１５， １０（６）： ８８１⁃８８５． Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｈｕｍａｎ⁃ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｏｒ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｈｏｕｓｅｈｏｌｄ ｇａｒｂａｇｅ ＸＩＡＯ Ｑｉａｎｊｕｎ １ ， ＸＵ Ｈｕ ２ （１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１１２０， Ｃｈｉｎａ；２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００４４， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ａｄｄｒｅｓｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｆｒｏｍ ｃｉｔｙ ｇａｒｂａｇｅ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｌｏｒｅｓ ａ ｈｕｍａｎ⁃ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｗｅ ｄｅ⁃ ｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ ｇａｒｂａｇｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ， ｆｌｕｅ ｇａｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ， ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ． Ｗｅ ｔｈｅｎ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｆｏｒ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ， ｓｕｍｍａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｃｉｎ⁃ ｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｄｅｖｅｌｏｐ ａｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ， ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ａ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｕｍａｎ⁃ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ． Ｕｓｉｎｇ ａ ｔｗｏ⁃ｏｒｄｅｒ ｌａｇ ｍｏｄｅｌ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ， ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄｅｍ⁃ ｏｎｓｔｒａｔｅｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ａｎｔｉ⁃ｊａｍｍｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅ⁃ ｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｃｉｎ⁃ ｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｇａｒｂａｇｅ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ； ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ； ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ； ｓｅｃ⁃ ｏｎｄａｒｙ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ； ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ； ｈｕｍａｎ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ 收稿日期：２０１５⁃０７⁃２３． 网络出版日期：２０１５⁃１１⁃１０． 基金项目：重庆市教委科学技术研究资助项目（ＫＪ１０２１０２）． 通信作者：肖前军． Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｘｉａｏｑｉａｎｊｕｎ２００３＠ １２６．ｃｏｍ． 随着经济的高速发展，焚烧已经成为城市生活 垃圾减量化、资源化、无害化处理的重要手段，特别 是将垃圾焚烧发电越来越受到人们的重视［１⁃３］ 。 无 论链条、辊轴炉排、往复式炉排还是循环流化床垃圾 焚烧炉系统，由于垃圾成分与焚烧过程异常复杂，要 达到垃圾处理的资源化、减量化、无害化的目标并非