基于遗传算法的温度传感器布置优化

修晓波，李伯全，周 峰

(江苏大学 机械工程学院,江苏 镇江 212013)

链篦机—回转窑—环冷机是一种钢铁冶炼工艺设备，其中链篦机主要用于对生球团的干燥和预热。链篦机是一个大型、复杂的机电运动装置，其干燥过程温度空间分布复杂，难以实现精准的自动化控制。链篦机可以分为3个部分：鼓风干燥段、抽风干燥段、预热段[1]，其中鼓风干燥段(Updraft Drying，UDD)主要用于除去生球团的附着水。如果温度场不满足水分干燥的要求，球团在干燥过程中可能会发生爆裂，致使生产质量下降[2-3]。温度分布特性检测对于实现UDD温度精确稳定的自动控制是不可或缺的。

温度空间分布很难直接测量，通常研究多个单点式或超声温度传感器构成传感器测温阵列，进而采用插值或拟合的方式获取温度场信息[4-5]。在工业现场中，接触式单点测温传感器如热电偶、热电阻最为常用[6]。这种传感器的安装需要在设备上进行开孔。传感器布置过多，意味着需要在被测设备外壁开更多的孔，增加漏气风险，还会造成传感器数据冗余，成本提高。但布置传感器的数量不足又无法充分描述温度场的空间分布信息，对于温度控制的精度有较大的影响。因此，要获得UDD的温度场分布情况，就要对传感器数量和测点位置进行优化，利用数量和位置信息进行温度场重构。

插值和拟合的温度场重构方法直接影响温度场重构的精度。非线性最小二乘法[7-9]由于简单高效故而被经常采用。研究者发现，采用径向基函数(Radial Basis Function，RBF)的方法，可以有效提高重构的精度[10]，且适用于复杂函数。……