球磨机一般具有纯滞后、大惯性、多变量、强耦合以及模型时变等特点，由于这些复杂的对象特性，使得无法建立准确的数学模型，采用单一常规的控制策略往往不能获得很好的控制效果。虽然近年来开始采用解耦控制、模糊控制等先进控制策略，但都没有解决最佳工作点的优化问题。在系统运行过程中，由于煤质变化、钢球磨损以及通风量的变化等，使球磨机负荷的最佳工作点发生漂移。因此，跟踪工况变化，将球磨机维持在最佳工作点附近运行，是球磨机负荷优化控制的重点和难点之一。
针对球磨机的特性以及控制难点，本文提出了一种自寻优模糊自适应采样PI相结合的双层控制策略。在上层，采用自寻优算法在线跟踪球磨机负荷的最佳工作点，将寻优结果发送给下层控制器作为控制目标值；在下层，采用模糊自适应采样PI对球磨机负荷进行实时控制，用于解决系统纯滞后的问题，模糊推理系统则根据系统运行情况优化PI参数，确保控制系统具有良好的性能。
球磨机负荷测量目前应用较多的球磨机负荷测量方法有振动法、功率法、出入口差压法及噪音法，这些测量方法都是采用单一的信息得出球磨机内存煤量，存在一定的不足，如线性度差、有较长时间的滞后、易受其它因素影响等。
对此，提出了一种基于多传感器信息融合技术的球磨机负荷测量方法，即采用球磨机运行过程中与内存煤量密切相关的多个辅助变量作为输入信息，通过一个具有隐层的动态递归网络和一个不带隐层的线性前向网络并联构成复合式神经网络，拟合辅助变量与球磨机负荷之间的关系，实现球磨机负荷的准确测量。利用多传感信息融合技术弥补了单一传感器的缺陷与不足，为球磨机负荷的优化控制提供了保障。
基于多传感器信息融合技术的球磨机负荷检测仪选用了球磨机的噪音、出入口差压、电动机功率、出口温度、入口负压等作为复合式神经网络的输入变量，经过融合计算得到球磨机负荷。在硬件上，选用数字信号处理器（DSP）实现信息融合算法的实时运行，测量结果可通过模拟通道以（420）mA电流信号和数字通道（RS485总线）2种方式输出。经过实际应用，该检测仪能够准确地给出球磨机负荷信息，能够有效地判断煤质、通风量等变化的影响，并进行相应处理。在满磨时，仍然具有较高的灵敏度。
球磨机内存煤量检测仪结构3自寻优模糊自适应PI控制策略3.1动态自寻优控制动态自寻优控制是解决控制对象具有时变特性的一种有效方法。控制上采用在运行过程中连续测量和不断理解的办法，由系统本身探测当时系统的运行条件，做出正确决策。这样，当控制对象特性发生漂移时，能够在系统运行中通过连续测量和不断修正控制作用，使被控对象运行在一个最优的工作状态。动态自寻优控制需要在线寻找当前的最佳负荷水平，控制球磨机运行在最佳的出力状态，其寻找的最优工作点既不是固定的，也不是一个预设值，在实际生产过程是变化的，需要通过在线自动搜索得到。
为此，提出的动态自寻优策略即在保证系统安全运行的前提下，通过不断改变负荷设定值，寻找球磨机最大出力点，从而保持系统长期工作在最佳出力状态。热力发电2007前一次相反；若前后两次调整方向相反，则表明已经进入最佳工作状态，维持运行一个周期（T），在T内，关闭寻优程序；到T后，将负荷增加一个步长SP，重新进入寻优；保护程序根据当前系统参数判定安全种类及严重程度，对负荷设定值进行保护性调整。
模糊自适应采样PI控制模糊自适应采样PI控制结构，采样PI控制器对球磨机负荷进行实时控制，模糊推理系统根据当前系统的偏差及偏差变化情况，对采样PI控制器的参数进行调整，以获得良好的控制性能。
SP负荷设定值e负荷偏差ec负荷偏差变化率PV实际负荷u控制输出Kp、KI采样PI的比例、积分系数模糊自适应采样PI控制结构采样PI控制结合了PI控制和采样控制的优点，带有人工控制的思想<8>。这种控制算法较适用于具有滞后和要求稳定的对象，而所要控制的球磨机负荷恰好具有纯滞后特性，并且球磨机运行状态稳定。由于只需要将球磨机运行控制在一个负荷区域内，而球磨机已经在理想的负荷范围内稳定运行，就无需再进行频繁的控制调整.
系统软硬件设计球磨机负荷控制系统采用了小型DCS.生产管理级和操作管理级集中在1台工控机上通过不同的操作权限来区分。通过PLC完成过程控制级功能。
PLC采集系统的模拟量及开关信号执行相关控制算法，并将控制信号输出到执行机构。工控机与PLC通过RS485网络进行通讯，这样工控机故障不会影响球磨机负荷系统的实时控制，具有较高的可靠性且系统扩展方便。
球磨机负荷控制系统结构。从中可以看出，整个系统可以分为3个环节：球磨机负荷控制系统结构（1）检测包括各种传感器和变送器，完成现场信息测量以及控制信号输出；（2）信号采集与控制由PLC完成信号的采集、数据处理及控制算法；（3）操作管理与目标优化主要完成人机交互工作以及控制系统各目标参数优化。
为了检验控制系统的性能，于2007年1月在5号炉甲磨煤机进行了一系列试验，为负荷定值稳定试验的运行曲线。从中可以看出，磨煤机的负荷、出入口差压和出口温度均保持稳定，磨煤机负荷在死区范围内小幅度波动。为负荷定值扰动试验曲线，在该试验过程中将动态寻优程序关闭，由操作人员更改负荷设定值，其中在1%处负荷设定值由72%变为82%，2%处负荷设定值由82%变为72%.由可以看出，手动加入10%扰动后，系统能够快速进行调节。约经过3min的调节时间即可使磨煤机负荷稳定在新的设定值（静态误差不超过2%，死区设定为2%），而且在调节过程中控制系统超调较小。此外，在试验过程中，各系统参数平稳变化，无剧烈波动，系统运行安全、稳定。
负荷定值稳定运行曲线负荷定值扰动试验曲线6结论本文提出的基于自寻优模糊采样PI球磨机负荷控制策略，解决了长期以来球磨机负荷难以实现自动控制的问题。
（1）所提出的控制策略采用双层结构，上层动态自寻优算法用于实现对球磨机负荷最佳工作点的在线寻优，下层模糊自适应采样PI控制器对球磨机负荷进行实时控制。控制系统采用PLC和工控机组成小型DCS，使得控制系统更加可靠且易于扩展。
（2）经过近两个月的实际运行统计数据表明，应用球磨机负荷控制系统后，球磨机出力增加了10.58%，制粉电耗降低了12.30%，自动投入率达到95%以上，并且系统安全性大大提高，取得了较好的经济效益。