紙機橫向分布定量降階建模與控制.pdf

1、在造紙過程中,定量是表征紙張產品基本指標的重要物理量.由于用戶對紙張質量要求的提高以及生產廠家為了對成本的控制,紙張定量橫向分布控制受到越來越多的關注.橫向測量點和執(zhí)行器數目眾多(橫向測量點數從100至1000不等,執(zhí)行器數目從10至100不等)、系統(tǒng)存在很大的滯后時間、相鄰的執(zhí)行器之間強耦合、不確定因素多等,所有的這些原因使得紙張的定量橫向分布控制是造紙過程中最為復雜的控制對象之一,建模困難,用傳統(tǒng)的控制方法難以獲得理想的效果.K-L

2、(Karhunen-Loève)變換在信號處理與系統(tǒng)建模中得到了廣泛的應用,它是基于同一類的特征選擇,用較少量的特征對樣本進行描述以達到降低特征空間維數的方法.由于橫向控制系統(tǒng)是一個高維系統(tǒng),在線計算量大,而本文把K-L轉換應用于紙機橫向定量建模中.通過K-L轉換對影響系統(tǒng)的干擾進行建模,找到一個低階的包含重要干擾的子空間,隨后在低階的子空間上通過求解MPC表達式來獲得最優(yōu)控制作用,相應的解決最優(yōu)化問題再映射回原來滿空間上就可以在實際生

3、產中應用,從而有效的簡化實現控制算法所需的計算量,有利于提高控制器的性能.本文的主要工作如下:(1)綜述了紙機橫向控制技術的產生、發(fā)展和當前研究的最新進展,并分析了其中存在的問題.(2)簡單介紹了K-L變換的主要內容,以及在信號處理、控制系統(tǒng)建模中的應用.(3)通過用基于K-L變換的一系列處理系統(tǒng)干擾的降階技術,對系統(tǒng)干擾進行處理,一旦包含主要的干擾空間被確定了,則把控制變量的空間映射到包含主要干擾的子空間上,有效地構造了一個描述初始系