聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的模糊預(yù)測(cè)控制.pdf

1、眾所周知，水泥在我國(guó)的生產(chǎn)行業(yè)中有著舉足輕重的作用，聯(lián)合粉磨系統(tǒng)作為水泥生產(chǎn)過程中重要的組成部分一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。聯(lián)合粉磨系統(tǒng)控制策略的研究也在不斷進(jìn)行，智能的控制方法不僅有利于提高水泥生產(chǎn)過程中智能控制的水平，而且對(duì)水泥產(chǎn)量和質(zhì)量的提高也有很大地幫助。聯(lián)合粉磨系統(tǒng)是一個(gè)非線性的系統(tǒng)，具有強(qiáng)耦合、滯后的特性，控制過程比較復(fù)雜。因預(yù)測(cè)控制具有預(yù)測(cè)模型、滾動(dòng)優(yōu)化、反饋校正的優(yōu)點(diǎn)，適合各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。與此同時(shí)，模糊控制對(duì)模型精度要求不

2、高的特點(diǎn)，也引起了廣大學(xué)者的重視。而模糊預(yù)測(cè)控制集合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，近年來發(fā)展更為迅速。針對(duì)這個(gè)情況，本文從水泥生產(chǎn)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)著手，以聯(lián)合粉磨系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了模糊預(yù)測(cè)控制的研究。
　　本文依附某水泥廠聯(lián)合粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)1＃線，選取合適的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)模型，采用喂料量、選粉機(jī)轉(zhuǎn)速作為粉磨系統(tǒng)的輸入，水泥磨機(jī)負(fù)荷流量、水泥粉磨生產(chǎn)合格品流量、水泥粉磨不合格品流量作為系統(tǒng)的輸出。設(shè)計(jì)了聯(lián)合粉磨系統(tǒng)模糊預(yù)測(cè)控制器，并開發(fā)了聯(lián)合粉磨系統(tǒng)

3、模糊預(yù)測(cè)控制軟件來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行。本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1)通過分析水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝和機(jī)理研究，結(jié)合聯(lián)合粉磨系統(tǒng)控制的要點(diǎn)和難點(diǎn)，確定聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的關(guān)鍵變量，選取合適的系統(tǒng)模型。提出聯(lián)合粉磨系統(tǒng)模糊預(yù)測(cè)控制的具體方案。
　　2)針對(duì)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)模糊預(yù)測(cè)控制的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)首先采用預(yù)測(cè)控制算法。對(duì)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)分別采用了線性參數(shù)時(shí)變(Linear Parameter Varying, LPV)預(yù)測(cè)控制、動(dòng)態(tài)矩陣(D

4、ynamic Matrix Control, DMC)預(yù)測(cè)控制、廣義預(yù)測(cè)控制(Generalized Predictive Control, GPC)三種預(yù)測(cè)方法。對(duì)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)采用LPV預(yù)測(cè)控制引入了Lyapunov函數(shù)，采用線性矩陣不等式(Linear Matrix Inequality, LMI)的形式，將系統(tǒng)的控制問題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的凸優(yōu)化問題，證明了設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有漸進(jìn)穩(wěn)定性；在采用動(dòng)態(tài)矩陣預(yù)測(cè)控制時(shí)，對(duì)比了設(shè)置不同的磨機(jī)負(fù)荷流量期

5、望值的仿真效果，并進(jìn)行了結(jié)果分析。采用廣義預(yù)測(cè)控制時(shí)，對(duì)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)進(jìn)行了模型的轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行了運(yùn)行效果的仿真。章節(jié)最后對(duì)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的三種預(yù)測(cè)控制方法進(jìn)行了比較和總結(jié)。
　　3)針對(duì)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)模糊預(yù)測(cè)控制的特點(diǎn)，對(duì)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)在預(yù)測(cè)控制基礎(chǔ)上引入模糊控制算法，設(shè)計(jì)了模糊預(yù)測(cè)控制器，進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　4)通過VB6.0語言和相應(yīng)的軟件完成了聯(lián)合粉磨系統(tǒng)模糊預(yù)測(cè)控制軟件的開發(fā)，可通過OPC接口與DCS實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)