预测控制在水泥回转窑温度控制中的应用研究.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
预测控制在水泥回转窑温度控制中的应用研究
姓名:粘坤
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:郝晓弘
20090401
要摘回转窑煅烧过程是水泥烧成的重要环节,影响水泥产品质量的主要因素。当今大多数水泥回转窑煅烧过程的自动化水平不高,只是在系统下实现了远程控制,在自动控制与过程优化的研究中,主要是基于操作员经验模型的模糊控制和专家系统,即模拟现场优秀员工和水泥工艺专家的经验而进行自动控制的,虽然在应用实践中达到了一定的优化目的,其操作效果比水泥企业完全手工操作要好得多。但由于其本身在理论上并不具有优化功能,系统调节时间缓慢,生产效率不高等问题,论文提出将预测控制应用于水泥回转窑的温度控制系统中。论文首先在对预测控制的发展进行综述的基础上,指出近年来发展起来的预测控制在时滞系统的控制上有良好的前景,提出将预测控制引入回转窑温度控制的时滞控制系统中,对改善控制性能有明显的效果。同时通过对水泥回转窑实物的分析研究,建立预测模型,引入预测控制算法,在中进行仿真研究,并与模糊控制算法进行仿真比较。仿真结果表明,预测控制能克服各种不确定性、滞后等复杂的影响,使控制系统具有较快的响应速度、较高的鲁棒性,该系统控制精度高、性能稳定。作为一个应用性的工程课题,论文给出了控制系统基本硬件设计和部分软件设计,实现窑内煅烧的温度实时监测和控制。关键词:水泥回转窑;温度控制;预测控制;硕学位论文
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插图索引图动态矩阵控制的优化策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图动态矩阵控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图动态矩阵控制的在线计算流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图多变量动态矩阵控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图预分解窑工艺流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图烧成部分工艺流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图回转窑内物料气体温度分布图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图系统整体结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图窑炉烧成系统输入输出关系图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图窑炉控制从站控制程序主体框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图回转窑温度实时运行曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图闭环系统输出和控制量变化曲线,琎,⋯⋯⋯⋯⋯⋯图闭环系统输出和控制量变化曲线图闭环系统输出和控制量变化曲线,琎,图稳定后加入扰动的预测控制仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图模糊控制仿真模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.:刂品抡娼峁榷ê蠹尤哦哪:刂品抡娼峁图窑炉工艺操作界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图刂平峁雇肌图开环系统阶跃响应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.琈,琑⋯⋯⋯⋯.綢的隶属度函数曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图的隶属度函数曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.的隶属度函数曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯硕貉宦畚
附表索引烧成系统控制部分疧表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..废气处理控制部分疧表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..用户窗口一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯输入变量与输出变量的模糊控制表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表预热器控制部分疧表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..预测控制以:水泥A蔽露扰≈平淼腏圳羽研究
善嘉茎耄作者签名:Ⅳ日日期:跏阥月兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明导师签名:乡鄹苤蓿苒原创性声明学位论文版权使用授权书国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中
第滦髀课题的研究背景及意义半个世纪以来,经典和现代控制理论的发展和应用,对于存在数学模型的自动控制系统领域发挥了巨大作用,并取得了令人满意的控制效果,促进了人类社会的进步和生产力的突飞猛进。然而,随着科学技术的