DMC控制算法及其在定量水分控制中的应用

摘要

本论文的研究工作主要包括以下几个方面： 1.本论文从造纸抄纸过程出发，分析了抄纸生产的工艺特点以及对纸张而言十分重要的两个性能指标：定量和水分，如能对它们进行很好的控制将大大提高经济效益，提升纸张的质量。要想控制好它们主要是解决耦合和时滞这两个问题。另外综述了预测控制的发展历程，概述了预测控制的研究现状。 2.本论文从预测模型、优化控制和反馈校正三个方面对预测控制基本原理进行了系统的阐述并指出了预测控制的优点，正是这些优点才使得预测控制有广泛的应用前景。重点阐述了预测控制中的动态矩阵控制算法，同样从预测模型、优化控制和反馈校正三方面进行分析。在单变量动态矩阵控制算法的基础上对多变量动态控制算法进行了分析。研究了参数选择问题以及应该注意的问题。 3.针对实际过程遇到的时滞问题，讲述了时滞概念的内涵和外延及其给控制带来的影响，在解决时滞的各种方法中史密斯预估器是比较常见的一种，作者也对其进行了详尽的分析，指出了史密斯预估器存在的不足，在参考内模控制原理的基础上，对动态矩阵控制算法的闭环性能进行了分析。 4.给出了定量水分过程的数学模型，分析了耦合概念及几种有效的解耦方法，结合抄纸工艺特点给出了定量水分的控制策略，定量水分串级——解耦复合控制。先对定量水分进行解耦控制，解耦后的被控系统己变成单回路的了，这样就可以应用动态矩阵控制算法来单独控制水分和定量。经过计算机仿真表明采用所提出的控制方案，对抄纸工业中的定量水分控制是可行的。最后总结了全文工作，并对下一步研究进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究动机

1.2抄纸过程工艺及其控制难点

1.2.1抄纸工艺介绍

1.2.2影响水分和定量的因素

1.2.3定量水分的控制难点

1.3预测控制发展及其应用状况

1.4论文的主要内容

2动态矩阵控制算法研究

2.1预测控制基本理论

2.2.单变量动态矩阵控制

2.2.1举例

2.2.2控制器设计中参数选择对控制性能的影响

2.3多变量系统动态矩阵控制算法研究

2.3.1多变量系统

2.3.2预测模型

2.3.3滚动优化

2.3.4反馈校正

2.3.5多变DMC需要注意的问题

2.4本章小结

3大时滞过程控制算法

3.1时滞的基本概念

3.2纯滞后对控制的影响

3.3史密斯预估器补偿控制方案

3.3.1基本原理和结构

3.3.2史密斯中应用应注意的问题

3.4动态矩阵控制的内部模型控制分析

3.4.1内模控制原理

3.4.2 IMC控制结构转化

3.4.3动态矩阵控制的闭环性能分析

3.5本章小结

4控制算法的工程实现

4.1水分定量过程模型的分析

4.2耦合概念

4.2.1耦合的基本概念

4.2.2耦合的种类

4.3解耦方法

4.3.1矩阵解耦法

4.3.2前馈补偿法

4.3.3逆向解耦法

4.4水分定量控制策略

4.5系统仿真

4.6本章小结

5.结束语

5.1研究总结

5.2发展展望

参考文献

致谢

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