预测控制在工业窑炉温度控制中的应用研究

摘要

论文以玻璃池炉为例研究了预测控制算法在工业窑炉温度控制中的应用,介绍了目前工业窑炉温度控制的智能控制算法研究与发展,同时简单分析了预测控制算法的基本理论及其优势.在此基础上,通过对玻璃池炉实物的分析研究,建立了预测模型,讨论了一种适合工业窑炉温度控制的具有响应速度快、鲁棒性强的预测控制算法——动态矩阵控制(DMC).该文还对玻璃池炉的DMC-PID串级控制进行了初步探讨,该方法在不同层次上采用不同采样周期分别满足优化计算和抗干扰的需要,内环用PID控制算法,外环用DMC控制,兼具串级的结构之优和预测控制的性能之优.论文在理论研究的基础上,进行了控制系统的硬件设计和软件设计.控制系统采用基于现场总线的结构形式,上位机监控软件采用VisualC++编写,具有友好的人机界面.通过仿真研究,对各种情况的闭环系统输出曲线和控制量变化曲线分析比较可知:DMC算法确实能带来较理想的控制性能.这种基于预测控制的窑炉控制方法一旦得到广泛应用,将大幅度提高生产效率和产品质量.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1玻璃池炉热工过程简介

1.2玻璃窑炉的对象特征

1.3玻璃池炉的智能控制系统研究与发展概况

1.4预测控制简介

1.5课题的主要任务

第二章预测控制基本原理

2.1预测控制的基本算法原理

2.2预测控制的方法机理

第三章DMC算法及玻璃池炉预测控制方法

3.1 DMC预测控制的基本算法

3.2参数选择

3.3玻璃池炉的预测控制算法

第四章仿真研究

4.1单输入单输出系统动态矩阵控制算法仿真

4.2同样约束条件下PID算法

第五章控制系统硬件构成及软件设计

5.1控制系统硬件构成

5.2控制系统软件设计

第六章结论

参考文献

作者在读硕士研究生期间发表的学术论文

致谢