爐窯溫度解耦控制方法研究.pdf

1、爐窯溫度過程是控制領(lǐng)域典型控制對象，許多爐窯常常是一個(gè)過程多個(gè)溫度參數(shù)同時(shí)要進(jìn)行控制，也就是控制上常說的多變量系統(tǒng)。多變量系統(tǒng)的回路之間存在著耦合，即系統(tǒng)的某一個(gè)輸入量的改變通常會(huì)引起部分甚至所有輸出量的變化，降低控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，耦合嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)無法投入運(yùn)行。為了獲得滿意的控制效果，必須對多變量系統(tǒng)實(shí)行解耦控制。 多變量系統(tǒng)的解耦控制能夠把各回路之間相互耦合的多輸入一多輸出系統(tǒng)變換為若干個(gè)相互獨(dú)立的單變量系統(tǒng)，某一輸出僅對

2、某一輸入有響應(yīng)，從而使各個(gè)控制回路能很好控制和運(yùn)行。同時(shí)對于絕大多數(shù)的多變量系統(tǒng)，采用單變量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不能解決問題，將多變量系統(tǒng)解耦為單變量系統(tǒng)來控制是一種較好的解決辦法。多變量系統(tǒng)解耦可分為傳統(tǒng)解耦控制，自適應(yīng)解耦控制，智能解耦控制(包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦和模糊解耦控制)，非線性與魯棒解耦控制。本文重點(diǎn)介紹了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多變量自適應(yīng)PID控制方法的原理與設(shè)計(jì)，并對窯爐系統(tǒng)進(jìn)行了分析。 以三段式加熱爐控制系統(tǒng)為例，在分析了加熱爐

3、三段的煤氣流量、溫度間的耦合，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)PID控制器的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器對加熱爐三段溫度進(jìn)行自適應(yīng)控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以溫度偏差和溫度設(shè)定值為輸入，以三個(gè)PID控制器的各三個(gè)參數(shù)K<,p>、K<,i>、K<,d>為輸出構(gòu)成一個(gè)6-12-9的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠自適應(yīng)調(diào)整PID控制器參數(shù)，與PID控制結(jié)合完成控制任務(wù)。為了對上述方法進(jìn)行驗(yàn)證，論文利用某步進(jìn)式加熱爐的三段煤氣流量與溫度現(xiàn)場數(shù)據(jù)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)建了加熱爐對