聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的模糊預(yù)測控制.pdf

1、眾所周知，水泥在我國的生產(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)測控制具有預(yù)測模型、滾動優(yōu)化、反饋校正的優(yōu)點(diǎn)，適合各種工業(yè)現(xiàn)場。與此同時，模糊控制對模型精度要求不

2、高的特點(diǎn)，也引起了廣大學(xué)者的重視。而模糊預(yù)測控制集合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，近年來發(fā)展更為迅速。針對這個情況，本文從水泥生產(chǎn)的工業(yè)現(xiàn)場著手，以聯(lián)合粉磨系統(tǒng)為研究對象，對其進(jìn)行了模糊預(yù)測控制的研究。
　　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)計了聯(lián)合粉磨系統(tǒng)模糊預(yù)測控制器，并開發(fā)了聯(lián)合粉磨系統(tǒng)

3、模糊預(yù)測控制軟件來實現(xiàn)其運(yùn)行。本課題的主要研究內(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)測控制的具體方案。
　　2)針對聯(lián)合粉磨系統(tǒng)模糊預(yù)測控制的特點(diǎn)，對系統(tǒng)首先采用預(yù)測控制算法。對聯(lián)合粉磨系統(tǒng)分別采用了線性參數(shù)時變(Linear Parameter Varying, LPV)預(yù)測控制、動態(tài)矩陣(D

4、ynamic Matrix Control, DMC)預(yù)測控制、廣義預(yù)測控制(Generalized Predictive Control, GPC)三種預(yù)測方法。對聯(lián)合粉磨系統(tǒng)采用LPV預(yù)測控制引入了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)計的系統(tǒng)具有漸進(jìn)穩(wěn)定性；在采用動態(tài)矩陣預(yù)測控制時，對比了設(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)測控制時，對聯(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)最后對聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的三種預(yù)測控制方法進(jìn)行了比較和總結(jié)。
　　3)針對聯(lián)合粉磨系統(tǒng)模糊預(yù)測控制的特點(diǎn)，對聯(lián)合粉磨系統(tǒng)在預(yù)測控制基礎(chǔ)上引入模糊控制算法，設(shè)計了模糊預(yù)測控制器，進(jìn)行了仿真驗證。
　　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)測控制軟件的開發(fā)，可通過OPC接口與DCS實現(xiàn)對聯(lián)合粉磨系統(tǒng)現(xiàn)場