基于非線性多模型預(yù)測(cè)方法的集氣管壓力控制研究.pdf

1、焦炭是冶金工業(yè)煉鐵的主要原料，煉焦生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)伴隨產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品荒煤氣。集氣過(guò)程回收利用副產(chǎn)煤氣，不僅節(jié)約能源，而且降低環(huán)境污染，是鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。集氣管壓力穩(wěn)定與否，影響到煤氣質(zhì)量、設(shè)備壽命以及生產(chǎn)環(huán)境。研究多焦?fàn)t集氣過(guò)程控制對(duì)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)有著重要的意義。
　　多焦?fàn)t集氣過(guò)程是一個(gè)高度復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程，具有多變量強(qiáng)耦合、不對(duì)稱、非線性、時(shí)變等控制難點(diǎn)，用常規(guī)控制方法難以達(dá)到有效控制。本文在綜合考慮焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)的物理、

2、工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，主要研究了集氣管壓力的機(jī)理建模方法及非線性多模型預(yù)測(cè)控制算法在其控制上的應(yīng)用。
　　首先，針對(duì)集氣管系統(tǒng)擾動(dòng)變化劇烈、非線性等特點(diǎn)，在分析焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)物理特性及工藝特點(diǎn)后，建立集氣管壓力的機(jī)理模型，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研將工況分為三個(gè)典型工況，再將系統(tǒng)在三個(gè)不同工況的穩(wěn)定工作點(diǎn)把得到的非線性模型線性化，構(gòu)成多個(gè)模型，用此逼近集氣管壓力的非線性過(guò)程。
　　其次，在已經(jīng)展開的不同工況穩(wěn)定工作點(diǎn)模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)多個(gè)

3、模型采用基于狀態(tài)空間模型的廣義預(yù)測(cè)控制方法對(duì)進(jìn)行廣義預(yù)測(cè)控制器的設(shè)計(jì)，并應(yīng)用重構(gòu)步限矩陣的方法作為切換策略，實(shí)現(xiàn)了多模型之間的切換。
　　最后，利用MATLAB軟件，建立了焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)的仿真模型，對(duì)所研究的多模型預(yù)測(cè)控制進(jìn)行仿真，并與單模型預(yù)測(cè)控制進(jìn)行對(duì)比分析，分析結(jié)果表明多模型預(yù)測(cè)控制較單模型預(yù)測(cè)控制平穩(wěn)且波動(dòng)較小;在加入階躍擾動(dòng)后的對(duì)比曲線表明了多模型預(yù)測(cè)控制較單模型預(yù)測(cè)控制有抗擾性，系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)可調(diào)整回目