發(fā)布時(shí)間：2017-08-22 03:42

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  更多相關(guān)文章： 集氣管壓力 LSSVM_IMC 內(nèi)�？刂� 非線性PID 解耦控制

【摘要】：集氣管壓力的穩(wěn)定是焦?fàn)t正常生產(chǎn)的重要保證,直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備壽命和環(huán)境污染等。但是多焦?fàn)t集氣管壓力控制是一個(gè)高度非線性、時(shí)變性、不對(duì)稱的復(fù)雜控制系統(tǒng),具有多變量耦合和強(qiáng)擾動(dòng)等特性,難以建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型,常規(guī)控制方法很難達(dá)到理想控制效果。本文以河北某焦化廠焦?fàn)t集氣管壓力控制系統(tǒng)改造為研究背景,根據(jù)對(duì)煉焦生產(chǎn)工藝和集氣管壓力系統(tǒng)的研究分析,將焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)分為鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速子系統(tǒng)和集氣管壓力控制子系統(tǒng)兩個(gè)部分,前者用于實(shí)現(xiàn)初冷器前吸力的穩(wěn)定,后者用于消除多集氣管壓力之間的耦合影響,并分別設(shè)計(jì)不同控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,最終保證集氣管壓力穩(wěn)定在控制范圍內(nèi)。針對(duì)焦?fàn)t生產(chǎn)中出現(xiàn)的不同工況,為保持初冷器前吸力穩(wěn)定,本文在鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速子系統(tǒng)中采用基于最小二乘支持向量機(jī)的內(nèi)�？刂�(LSSVM_IMC)與非線性PID復(fù)合切換控制策略。一般正常生產(chǎn)工況下,初冷器前吸力隨著煤氣總量的變化上下波動(dòng),系統(tǒng)采用LSSVM_IMC控制器,在線跟蹤鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)被控對(duì)象模型,實(shí)時(shí)調(diào)整控制器參數(shù),有效抑制未知干擾引起的吸力波動(dòng);非正常工況主要是由于推焦、出煤、換向、開(kāi)關(guān)氨水等人工操作導(dǎo)致,此時(shí)采用非線性PID控制消除強(qiáng)擾動(dòng),快速恢復(fù)系統(tǒng)穩(wěn)定。兩種控制策略相互協(xié)調(diào),根據(jù)不同工況條件進(jìn)行復(fù)合切換,進(jìn)而控制初冷器前吸力處于正常范圍。本文在集氣管壓力子系統(tǒng)中采用變參數(shù)PI與解耦控制相結(jié)合的控制方法來(lái)消除多焦?fàn)t各集氣單管壓力之間的耦合影響。MATLAB仿真結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行曲線表明,所用復(fù)合控制及解耦方法滿足生產(chǎn)工藝的要求,不僅可以有效抑制各種干擾,而且能夠消除集氣管壓力之間的耦合作用,較好實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)設(shè)定值的快速跟蹤,魯棒性良好,該集氣管壓力控制系統(tǒng)具有一定的可行性及推廣價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：集氣管壓力 LSSVM_IMC 內(nèi)模控制 非線性PID 解耦控制
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ520.5;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景與意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況11-13
• 1.3 本文課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 煉焦工藝與集氣管對(duì)象分析15-23
• 2.1 煉焦工藝過(guò)程15-18
• 2.1.1 煉焦生產(chǎn)過(guò)程15-16
• 2.1.2 焦?fàn)t組成結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.3 荒煤氣導(dǎo)出系統(tǒng)17-18
• 2.2 集氣管對(duì)象特性分析18-21
• 2.2.1 集氣管對(duì)象組成結(jié)構(gòu)18-20
• 2.2.2 集氣管壓力影響因素分析20
• 2.2.3 集氣管壓力控制難點(diǎn)20-21
• 2.3 焦?fàn)t集氣管壓力系統(tǒng)總體控制方案21-23
• 第三章 鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速子系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)23-41
• 3.1 鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)23-26
• 3.1.1 變頻調(diào)速基本結(jié)構(gòu)及工作原理23-25
• 3.1.2 鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速總體控制方案25-26
• 3.2 基于最小二乘支持向量機(jī)的內(nèi)�？刂�26-35
• 3.2.1 SVM及LS_SVM基本理論26-31
• 3.2.2 LS_SVM控制系統(tǒng)辨識(shí)建模31-32
• 3.2.3 LS_SVM內(nèi)�？刂圃�32-35
• 3.3 鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)復(fù)合切換控制器設(shè)計(jì)35-41
• 3.3.1 LSSVM_IMC及非線性PID復(fù)合切換控制器整體方案35-37
• 3.3.2 正常工況下LSSVM_IMC控制器設(shè)計(jì)37-39
• 3.3.3 非正常工況下非線性PID控制器設(shè)計(jì)39-41
• 第四章 集氣管壓力子系統(tǒng)解耦控制器設(shè)計(jì)41-47
• 4.1 MIMO系統(tǒng)的最小二乘法參數(shù)辨識(shí)41-42
• 4.2 基于ARX辨識(shí)模型的多變量系統(tǒng)解耦控制器設(shè)計(jì)42-44
• 4.3 集氣管壓力子系統(tǒng)解耦控制44-47
• 4.3.1 集氣管壓力子系統(tǒng)耦合性分析44
• 4.3.2 集氣管壓力子系統(tǒng)辨識(shí)建模44-45
• 4.3.3 集氣管壓力子系統(tǒng)解耦控制器設(shè)計(jì)45-47
• 第五章 集氣管壓力控制系統(tǒng)MATLAB仿真47-54
• 5.1 MATLAB仿真軟件47
• 5.2 鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速子系統(tǒng)控制仿真47-50
• 5.3 集氣管壓力子系統(tǒng)解耦控制仿真50-54
• 第六章 集氣管壓力PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用54-67
• 6.1 S7-300 PLC及TIA V13基本介紹54-56
• 6.1.1 S7-300 PLC基本介紹54-55
• 6.1.2 TIA V13基本介紹55-56
• 6.2 系統(tǒng)控制組成56-64
• 6.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)56-59
• 6.2.2 控制方式59-62
• 6.2.3 監(jiān)控畫(huà)面62-64
• 6.3 系統(tǒng)運(yùn)行效果64-67
• 第七章 總結(jié)與展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 插圖清單72-74
• 附錄一 正常工況下的300組現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)74-81
• 在學(xué)研究成果81-82
• 致謝82

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