專利名稱：燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變
量預(yù)測(cè)控制方法。
背景技術(shù)：
水泥生產(chǎn)中，生料經(jīng)預(yù)熱、分解以及煅燒成為熟料的燒成過(guò)程，是其最重要也是最 復(fù)雜的過(guò)程，其中交錯(cuò)著復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，具有大滯后、不確定性和多變量系統(tǒng)的特 點(diǎn)。常規(guī)的控制方法一般效果都不好。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)窯系統(tǒng)(尤其是回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)) 應(yīng)用先進(jìn)控制策略的研究較多。而被廣泛應(yīng)用的先進(jìn)控制策略則是模糊控制。由于燒成工 藝向新型干法工藝轉(zhuǎn)型，因此，帶有懸浮預(yù)熱器(或預(yù)熱旋風(fēng)筒)與預(yù)分解窯的回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn) 線，是現(xiàn)在和將來(lái)水泥廠的主生產(chǎn)線。國(guó)外的水泥廠基本以這種生產(chǎn)線為主。國(guó)內(nèi)新上的 生產(chǎn)線幾乎都是新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，一些大廠、老廠也在紛紛作技改轉(zhuǎn)型。因此， 有關(guān)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)模糊控制及專家系統(tǒng)方法的研究較多。 我國(guó)學(xué)者高玉琦、李友善將模糊控制方法應(yīng)用到水泥回轉(zhuǎn)窯的控制上，控制方案 是通過(guò)選用燒成帶溫度和窯尾廢氣溫度為被控量，窯速、喂煤電機(jī)轉(zhuǎn)速及窯尾排風(fēng)擋板位 置(相當(dāng)于風(fēng)門開(kāi)度)為控制量，并運(yùn)用推理合成法，從實(shí)測(cè)輸入輸出數(shù)據(jù)中辨識(shí)，求得模 糊控制規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其控制效果明顯高于常規(guī)或手工控制方法。不過(guò)對(duì)輸入輸出變量的 選取還是以經(jīng)驗(yàn)為主，不易推廣。周德澤等將實(shí)時(shí)專家系統(tǒng)應(yīng)用于水泥回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)指導(dǎo) 中。并給出了實(shí)時(shí)專家生產(chǎn)指導(dǎo)的結(jié)構(gòu)及規(guī)則庫(kù)。多媒體信息處理的應(yīng)用，可以獲得大量 有關(guān)回轉(zhuǎn)窯的數(shù)據(jù)和圖象，這有利于專家系統(tǒng)決策控制的完成。2001年，浙江大學(xué)電氣自 動(dòng)化研究所開(kāi)發(fā)了"水泥回轉(zhuǎn)窯模糊控制集散系統(tǒng)"。國(guó)際上，西班牙的P. Albertos等針對(duì) 水泥窯系統(tǒng)，給出了一種設(shè)計(jì)模糊邏輯控制器的方法。即先初步給定模糊控制器的結(jié)構(gòu)參 數(shù)，再對(duì)可調(diào)參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)定仍是基于專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。瑞士的A. Murat 等用多個(gè)模糊控制器來(lái)完成整個(gè)回轉(zhuǎn)窯的控制。所考慮的變量達(dá)12個(gè)，由于分成多個(gè)模糊 控制器來(lái)處理，因此，減少了模糊規(guī)則數(shù)，且同時(shí)控制器響應(yīng)速度也較快。埃及的T.Mazhar 等也開(kāi)發(fā)了一種用于干法水泥回轉(zhuǎn)窯的模糊邏輯控制器。這是個(gè)有四個(gè)輸入、五個(gè)輸出的 多變量模糊控制器。 模型預(yù)測(cè)控制是20世紀(jì)70年代在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一種先進(jìn)控制技術(shù)， 對(duì)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的優(yōu)化控制產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油化工、造紙、冶金、 食品等工業(yè)領(lǐng)域，獲得良好的控制效果。 模型預(yù)測(cè)控制在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用發(fā)展較為緩慢。國(guó)外，Eugene Boe等人曾將預(yù) 測(cè)控制應(yīng)用于水泥生產(chǎn)，取得良好效果。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究較少，主要出于仿真和理論階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有水泥燒成系統(tǒng)控制技術(shù)的不足，提供一種燒成系統(tǒng)基 于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的 多變量預(yù)測(cè)控制方法，該預(yù)測(cè)控制方法包括以下步驟 1)對(duì)燒成系統(tǒng)各輸入變量進(jìn)行階躍響應(yīng)試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合系統(tǒng)機(jī)理建立系 統(tǒng)脈沖響應(yīng)預(yù)測(cè)模型； 2)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻系統(tǒng)的輸出y以及系統(tǒng)輸出的設(shè)定值s，獲得系統(tǒng)的輸出參考軌
跡yr，根據(jù)系統(tǒng)脈沖響應(yīng)模型、模型校正以及約束條件，通過(guò)求解二次優(yōu)化問(wèn)題獲得系統(tǒng)當(dāng)
前時(shí)刻的操作變量X，完成系統(tǒng)的一個(gè)控制循環(huán)，在后續(xù)的采樣周期不斷重復(fù)該過(guò)程，保證 水泥生產(chǎn)燒成系統(tǒng)的穩(wěn)定與優(yōu)化運(yùn)行。 進(jìn)一步地，所述脈沖響應(yīng)模型為一灰箱模型，根據(jù)燒成系統(tǒng)工藝得到預(yù)測(cè)模型的 約束條件，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)求解受限回歸問(wèn)題獲得。 進(jìn)一步地，該預(yù)測(cè)控制方法為多變量協(xié)同控制方法，所選取的變量分別是分解爐 喂煤量、窯頭喂煤量以及三次風(fēng)閥門開(kāi)度構(gòu)成的操作變量；生料喂料量構(gòu)成的干擾變量； 頂級(jí)旋風(fēng)筒出口 02含量、頂級(jí)旋風(fēng)筒出口 C0含量、分解爐出口溫度以及窯尾煙室溫度構(gòu)成 的受控變量。 進(jìn)一步地，采取二次校正方法對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行反饋校正，極大地減少了模型的預(yù) 測(cè)誤差，可實(shí)現(xiàn)燒成系統(tǒng)的無(wú)偏差控制。 進(jìn)一步地，顯式的處理約束，操作變量和受控變量均滿足線性矩陣不等式形式的 約束條件，合理的約束處理讓系統(tǒng)保持在最優(yōu)邊界附近運(yùn)行，如圖5所示。
進(jìn)一步地，本預(yù)測(cè)控制算法以二次型目標(biāo)函數(shù)最小為指標(biāo)，通過(guò)求解滿足5中約 束條件的QP問(wèn)題獲得系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的操作值。 進(jìn)一步地，采取變步長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型，通過(guò)增大喂料采樣步長(zhǎng)，減少了在線計(jì)算量。
進(jìn)一步地，對(duì)預(yù)測(cè)控制輸出進(jìn)行加權(quán)平均濾波，提高系統(tǒng)魯棒性。
本發(fā)明具有的有益效果是 1.預(yù)測(cè)模型采取基于受限回歸的脈沖響應(yīng)模型，綜合了系統(tǒng)機(jī)理與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，不 但簡(jiǎn)化了建模步驟，而且模型準(zhǔn)確可靠，具有較強(qiáng)的魯棒性，該模型用于預(yù)測(cè)控制，計(jì)算量 小，便于在線運(yùn)行。 2.該預(yù)測(cè)控制方法能夠有效處理燒成系統(tǒng)流程中的非線性、強(qiáng)耦合、多變量、大滯 后以及強(qiáng)干擾特性，并且能夠有效處理約束條件，在保證系統(tǒng)平穩(wěn)的前提下，將系統(tǒng)約束在 最優(yōu)工作狀態(tài)附近，防止輸入輸出超調(diào)，保護(hù)設(shè)備，有效提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，提高產(chǎn)量，保證產(chǎn) 品質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能減耗。 3.應(yīng)用本發(fā)明后的實(shí)際溫度控制效果，明顯地減少了波動(dòng)，并降低了平均溫度，達(dá) 到系統(tǒng)平穩(wěn)與優(yōu)化運(yùn)行的目的。


圖1是控制對(duì)象水泥燒成系統(tǒng)的示意圖；
圖2是變量的輸入輸出關(guān)系示意圖；
圖3是脈沖響應(yīng)示意圖；
圖4是輸入輸出變量相互作用示意圖；
圖5是約束處理對(duì)控制結(jié)果的影響示意4
圖6是本發(fā)明的控制效果示意圖； 圖7是基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制的基本框架示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。 本發(fā)明的預(yù)測(cè)控制方法主要應(yīng)用于圖1所示的水泥生產(chǎn)燒成系統(tǒng)，
具體實(shí)施例方式
如下 1.基于脈沖響應(yīng)的多變量預(yù)測(cè)模型 本發(fā)明的預(yù)測(cè)控制算法采用受控系統(tǒng)特性的脈沖響應(yīng)非參數(shù)模型作為內(nèi)部預(yù)測(cè) 模型。圖2給出了變量的輸入輸出關(guān)系圖，其中以分解爐喂煤量、窯頭喂煤量以及三次風(fēng)閥 門開(kāi)度為操作變量，以生料喂料量為干擾變量，以頂級(jí)旋風(fēng)筒出口 02含量、頂級(jí)旋風(fēng)筒出 口 CO含量、分解爐出口溫度以及窯尾煙室溫度為受控變量。輸入變量和輸出變量的相互關(guān) 系如圖4所示，脈沖響應(yīng)只存在于有箭頭連接的變量之間。 本發(fā)明采取系統(tǒng)機(jī)理結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立其脈沖響應(yīng)模型。預(yù)測(cè)模型基本結(jié)構(gòu)
為
""1) = C。 +2^1^ V闊乂 ( 1 ) 其中c。為偏移系數(shù)，u(k—為第j個(gè)輸入變量第k-i+l個(gè)采樣輸入，hij為該輸入 對(duì)應(yīng)的脈沖響應(yīng)系數(shù)，Ym(k+1)為模型預(yù)測(cè)輸出，M為建模時(shí)域，N為輸入變量的個(gè)數(shù)，包括 操作變量和干擾變量。
該預(yù)測(cè)模型表示為矩陣形式如(2)所示，(3)、 (4)為對(duì)(2)的解釋。


1
1 M,
y h =
'("9)1
AhT
(3)
■(4-A/+l)l
■(*:+ -A^+l)l
(4) 其中，y為模型預(yù)測(cè)輸出矢量，h為脈沖響應(yīng)系數(shù)矢量，A為系統(tǒng)輸入矩陣，q為建
模樣本量。 (3)式將各個(gè)變量的脈沖響應(yīng)系數(shù)按一定順序壓縮到矢量h中，這方便算式的表 達(dá)與后續(xù)的計(jì)算。 通過(guò)求解(5) (6)組成的受限回歸問(wèn)題確定脈沖響應(yīng)系數(shù)h。 min d = | |Ah_x 11 (5)
st.j (6)
L③=AW (6)式中C、Q、n、m為限制條件矩陣，通過(guò)系統(tǒng)機(jī)理以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法獲得。圖3為 生料以及分解爐喂煤對(duì)分解爐出口溫度的脈沖響應(yīng)系數(shù)示意圖，該圖通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)獲得，
5通過(guò)約束條件使得脈沖響應(yīng)系數(shù)獲得類似圖3的分布。 在本發(fā)明中，各變量具有不同的建模時(shí)域，這取決于各操作變量和干擾變量對(duì)受 控變量的時(shí)間常數(shù)的不同。其中干擾變量生料喂料對(duì)分解爐出口溫度的脈沖響應(yīng)具有變步 長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，這是由于生料對(duì)分解爐出口溫度影響分為兩段，生料在分解爐中時(shí)段以及稍后在 回轉(zhuǎn)窯中的時(shí)段，其中分解爐時(shí)段采樣步長(zhǎng)取30秒，而回轉(zhuǎn)窯時(shí)段采樣步長(zhǎng)取2分鐘。
2.基于脈沖響應(yīng)模型的預(yù)測(cè)控制 獲得燒成系統(tǒng)各變量間的脈沖響應(yīng)模型后，實(shí)現(xiàn)基于該模型的預(yù)測(cè)控制，本發(fā)明 的預(yù)測(cè)控制方法主要包括參考軌跡、預(yù)測(cè)校正、滾動(dòng)優(yōu)化與輸出濾波四個(gè)部分，如圖7所 其中Yd(k+i)為參考軌跡，C為柔化系數(shù)，Y(k)為當(dāng)前時(shí)刻的實(shí)際輸出值，S為輸
出設(shè)定值，Hp為預(yù)測(cè)時(shí)域。 2)預(yù)測(cè)校正
由于建模誤差及系統(tǒng)干擾，預(yù)測(cè)模型失配是普遍現(xiàn)象。預(yù)測(cè)校正是預(yù)測(cè)控制克服 模型失配的方法。本發(fā)明采用二次校正的方法，即模型預(yù)測(cè)值減去前一時(shí)刻的預(yù)測(cè)誤差以 及前一時(shí)刻誤差的差分量。通過(guò)預(yù)測(cè)校正可以使系統(tǒng)達(dá)到無(wú)偏差跟蹤。預(yù)測(cè)校正算法如式 (8) (9) (10)所示。 Yp(k+j) = Y邁(k+j)-E(k)-c AE(k) (8)
E(k) = Y邁(k)-Y(k) (9)
AE(k) = E(k)-E(k-j) (10) 其中Yp(k+j)為二次校正后的預(yù)測(cè)值，Ym(k+j)為模型預(yù)測(cè)值，E(k)為預(yù)測(cè)誤差，c 為柔化系數(shù)，AE(k)為預(yù)測(cè)誤差變化率，Y(k)為實(shí)際輸出。
3)滾動(dòng)優(yōu)化 本發(fā)明的預(yù)測(cè)控制方法為受約束預(yù)測(cè)控制，可以有效處理操作變量和受控變量的 約束條件，具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。如圖5所示，系統(tǒng)在邊界處運(yùn)行狀態(tài)(能耗指標(biāo))最優(yōu)， 而超過(guò)該邊界會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，所以應(yīng)將系統(tǒng)盡可能約束在最優(yōu)邊界(圖中右側(cè) 虛線)左側(cè)附近。圖中a為系統(tǒng)初始狀態(tài)的概率密度分布，b為受無(wú)約束控制時(shí)的工作狀 態(tài)密度分布，c為施加受約束預(yù)測(cè)控制時(shí)的工作狀態(tài)概率密度分布，可見(jiàn)，該預(yù)測(cè)控制方法 使系統(tǒng)以較大的概率工作在最優(yōu)邊界附件。 該預(yù)測(cè)控制的優(yōu)化指標(biāo)為二次型滾動(dòng)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，約束條件為線性矩陣不等 式。在系統(tǒng)受到強(qiáng)干擾等情況下，會(huì)出現(xiàn)受約束的二次優(yōu)化問(wèn)題無(wú)可行解，本發(fā)明通過(guò)增加 松弛變量以軟化受控變量約束條件的方法解決了該問(wèn)題，松弛變量在目標(biāo)函數(shù)中具有很強(qiáng) 的懲罰作用，使松弛變量盡量趨于0。 本發(fā)明的滾動(dòng)優(yōu)化過(guò)程可以表示為(11) (12)組成的二次規(guī)劃(QP)問(wèn)題
<formula>formula see original document page 6</formula>
1)參考軌跡Yd(k+i) = CJY(k) + (l-Ci)S j = 1， ...，HtSt.
、〃
(12) Q = diag(q"…，qw) (13)
R:diag(r"…，rv) (14) 其中J(k)為目標(biāo)函數(shù)值，Yp(k) 二次校正后的預(yù)測(cè)值，Yd(k)為參考軌跡值，AU(k) 操作變量變化值，注意不含干擾變量，Q、 R為權(quán)重矩陣，是主要的調(diào)試變量，Q的維數(shù)w是各 輸出變量重合點(diǎn)數(shù)之和，R的維數(shù)v是各輸入變量的控制時(shí)域之和，A為懲罰因子，l為松 弛變量，Uinf、U卿、AUinf、 AU卿、Yinf、Ysup分別為各變量的上下邊界。
4)輸出濾波 由于干擾的存在，控制器輸出波動(dòng)較大，通過(guò)對(duì)輸出進(jìn)行濾波消除這種波動(dòng)，提高 系統(tǒng)魯棒性。 采用加權(quán)平均滑動(dòng)濾波方法，如(15)所示
,=厶=;~~^ (15) 綜上，本發(fā)明的預(yù)測(cè)控制方法工作步驟為
1)根據(jù)式(5) (6)獲得系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)模型。 2)根據(jù)輸出設(shè)定值S以及當(dāng)前時(shí)刻的實(shí)際輸出值Y(k)獲得參考軌跡Yd(k+i)，如 式(7)所示。 3)根據(jù)式(8) (9) (10)計(jì)算預(yù)測(cè)誤差。 4)求解(11) (12)組成的二次優(yōu)化問(wèn)題，獲得操作變量U。 5)根據(jù)(15)對(duì)U進(jìn)行濾波并作用于燒成系統(tǒng)。完成當(dāng)前采樣時(shí)刻的控制。 6)k+l — k，并轉(zhuǎn)到第2步，控制循環(huán)進(jìn)行。 圖六說(shuō)明了本發(fā)明的有效性，其中豎線左側(cè)為應(yīng)用本發(fā)明前的溫度控制效果，豎 線右側(cè)為應(yīng)用本發(fā)明后的溫度控制效果。 上述實(shí)例用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán) 利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于，該預(yù)測(cè)控制方法包括以下步驟1)對(duì)燒成系統(tǒng)各輸入變量進(jìn)行階躍響應(yīng)試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合系統(tǒng)機(jī)理建立系統(tǒng)脈沖響應(yīng)預(yù)測(cè)模型。2)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻系統(tǒng)的輸出y以及系統(tǒng)輸出的設(shè)定值s，獲得系統(tǒng)的輸出參考軌跡yr，根據(jù)系統(tǒng)脈沖響應(yīng)模型、模型校正以及約束條件，通過(guò)求解二次優(yōu)化問(wèn)題獲得系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的操作變量x，完成系統(tǒng)的一個(gè)控制循環(huán)，在后續(xù)的采樣周期不斷重復(fù)該過(guò)程，保證水泥生產(chǎn)燒成系統(tǒng)的穩(wěn)定與優(yōu)化運(yùn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法，其特征 在于其脈沖響應(yīng)模型為一灰箱模型，根據(jù)燒成系統(tǒng)工藝得到預(yù)測(cè)模型的約束條件，利用試 驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)求解受限回歸問(wèn)題獲得。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于該預(yù)測(cè)控制方法為多變量協(xié)同控制方法，所選取的變量分別是分解爐喂煤量、窯頭 喂煤量以及三次風(fēng)閥門開(kāi)度構(gòu)成的操作變量；生料喂料量構(gòu)成的干擾變量；頂級(jí)旋風(fēng)筒出 口 02含量、頂級(jí)旋風(fēng)筒出口 CO含量、分解爐出口溫度以及窯尾煙室溫度構(gòu)成的受控變量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法，其特征 在于采取二次校正方法對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行反饋校正，極大地減少了模型的預(yù)測(cè)誤差，可實(shí)現(xiàn) 燒成系統(tǒng)的無(wú)偏差控制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法，其特征 在于顯式的處理約束、操作變量和受控變量均滿足線性矩陣不等式形式的約束條件，合理 的約束處理讓系統(tǒng)保持在最優(yōu)邊界附近運(yùn)行，如圖5所示。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于本預(yù)測(cè)控制算法以二次型目標(biāo)函數(shù)最小為指標(biāo)，通過(guò)求解滿足5中約束條件的QP問(wèn)題獲得系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻的操作值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于采取變步長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型，通過(guò)增大喂料采樣步長(zhǎng)，減少了在線計(jì)算量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于對(duì)預(yù)測(cè)控制輸出進(jìn)行加權(quán)平均濾波，提高系統(tǒng)魯棒性。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種燒成系統(tǒng)基于脈沖響應(yīng)模型的多變量預(yù)測(cè)控制方法，屬于工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域。該控制方法主要包括脈沖響應(yīng)預(yù)測(cè)模型的建立和預(yù)測(cè)控制回路設(shè)計(jì)。根據(jù)燒成系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)機(jī)理建立基于受約束最小二乘法的脈沖響應(yīng)模型。該模型根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的輸入輸出以及未來(lái)時(shí)刻系統(tǒng)輸入，預(yù)測(cè)系統(tǒng)未來(lái)時(shí)刻的輸出，并結(jié)合系統(tǒng)輸出的設(shè)定值與約束條件，根據(jù)預(yù)測(cè)控制機(jī)理，通過(guò)求解二次優(yōu)化問(wèn)題獲得系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻最佳操作值，濾波后施加于燒成系統(tǒng)，使系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài)，完成一個(gè)控制循環(huán)；在下一時(shí)刻重復(fù)上述步驟，完成預(yù)測(cè)控制的滾動(dòng)優(yōu)化，保證水泥生產(chǎn)燒成系統(tǒng)的穩(wěn)定與優(yōu)化運(yùn)行。
文檔編號(hào)G05B13/02GK101750964SQ20091015501
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者孟濬, 張進(jìn)鋒, 李沛然, 蔡寧, 鄭軍, 顏文俊 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)