高溫燃?xì)馑淼栏G溫度建模與控制研究.pdf

1、高溫燃?xì)馑淼栏G是耐火材料制品生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其溫度控制水平是制約耐火材料質(zhì)量提高的一個(gè)重要因素，因此溫度控制策略是隧道窯控制系統(tǒng)中的重要研究?jī)?nèi)容。如何制定先進(jìn)的溫度控制策略來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗、減少環(huán)境污染，成為工業(yè)窯爐控制領(lǐng)域一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。
　　為了研究隧道窯的溫度控制策略，首先建立了其溫度模型。由于隧道窯的工況非常復(fù)雜，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。本文根據(jù)爐窯類(lèi)控制對(duì)象的特點(diǎn)，用受控自回歸滑動(dòng)積分平均(CARIM

2、A)模型來(lái)近似描述該被控系統(tǒng)。以現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)為依據(jù)，首先采用行列式之比法辨識(shí)出了模型的階次，然后采用最小二乘法辨識(shí)出了模型的參數(shù)，最后通過(guò)MATLAB仿真驗(yàn)證了所建模型的有效性。
　　隧道窯是一個(gè)復(fù)雜的控制對(duì)象，具有大慣性、大滯后以及非線性等特點(diǎn)，本文將廣義預(yù)測(cè)控制(GPC)的思想引入到隧道窯的溫度控制中。但是GPC基本算法過(guò)于復(fù)雜，且運(yùn)算過(guò)程中可能產(chǎn)生病態(tài)矩陣。因此，本文采用了一種改進(jìn)的GPC快速算法，并將階梯控制策略融入到該

3、算法中，提高了算法的簡(jiǎn)單性和安全性。最后針對(duì)辨識(shí)出的隧道窯溫度模型進(jìn)行了控制器的設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明，模型匹配時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，超調(diào)量小，具有較強(qiáng)的抗干擾能力;模型嚴(yán)重失配時(shí)，控制性能變差。
　　針對(duì)上述模型失配的現(xiàn)象，本文采用模糊推理對(duì)控制量進(jìn)行補(bǔ)償，即控制量為廣義預(yù)測(cè)控制量與模糊補(bǔ)償量之和，設(shè)計(jì)了基于模糊補(bǔ)償?shù)膹V義預(yù)測(cè)控制器。仿真結(jié)果表明，在模型嚴(yán)重失配的情況下，加入模糊補(bǔ)償后的控制器可以有效地抑制模型失配的影響，控制精度