基于约束史密斯广义预测控制的水泥分解炉温度控制方法

摘要

本发明涉及一种基于约束史密斯广义预测控制的水泥分解炉温度控制方法，包括：变量选取：选取煤粉流量为控制变量，生流流量为前馈变量，分解炉温度为被控变量；模型辨识：基于最小二乘法和滞后时间估计法相结合的模型辨识器，得到脉冲传递函数模型；优化计算：预测未来的输出状态，并设定输出值的参考轨迹w；应用二次型性能指标的控制器进行滚动优化，计算当前时刻的控制增量Δu，加得到控制动作值u；约束处理：对控制变量和被控变量分别进行约束限幅处理；前馈补偿：利用动态补偿原理计算当前时刻t应加于系统的前馈控制动作值u_d。本发明方法辨识过程简单，可调参数少，跟踪性能好，鲁棒性强，有效抑制生料流量波动带来的扰动影响；防止系统变量发生跳变。

主权项

1.一种基于约束史密斯广义预测控制的水泥分解炉温度控制方法，其特征在于包括以下步骤：变量选取：选取煤粉流量为控制变量，生流流量为前馈变量，分解炉温度为被控变量；模型辨识：针对煤粉流量与分解炉温度之间的控制通道和生料流量与分解炉温度之间的扰动通道，基于最小二乘法和滞后时间估计法相结合的模型辨识器，利用学习数据得到水泥分解炉控制通道和扰动通道的脉冲传递函数模型；优化计算：在当前时刻t，利用过去的输入输出信息和预测的未来输入信息，通过辨识得到的脉冲传递函数模型，预测未来的输出状态，并设定输出值的参考轨迹w；将输出预测值与参考轨迹w进行比较，应用二次型性能指标的控制器进行滚动优化，计算当前时刻的控制增量Δu，然后与原来的控制动作值相加得到应加于系统的控制动作值u；约束处理：考虑控制变量u及其变化率的上下限、被控变量的上下限，组成输入输出约束条件，对控制变量和被控变量分别进行约束限幅处理；前馈补偿：基于在先辨识得到的扰动通道模型和控制通道模型，建立前馈补偿控制器，利用动态补偿原理计算当前时刻t应加于系统的前馈控制动作值u_d。