一种应用于打叶复烤生产线的控制方法

摘要

本发明涉及一种应用于打叶复烤生产线的控制方法，提出了一种基于模型的预测PI控制器，它由两部分组成：PI控制项和预测控制项。基于烤房温度对象，采用先进的预测PI控制算法设计四个烤房温度控制器，避免了传统PID控制算法调节速度慢、波动大的问题；基于冷房广义水分对象和出口广义水分对象，采用自适应抗干扰的伪预测PI控制算法分别设计冷房水分控制方案和出口水分控制方案，大大提高了控制精度和企业的经济效益。本发明的优点：是一种基于模型的控制算法，PI控制项能提高控制器的鲁棒性；预测控制项可以根据过去某一段时间的控制作用，来预测将来的控制作用，消除控制的盲目性，使生产完全闭环自动控制。

主权项

1.一种应用于打叶复烤生产线的控制方法，包括建立过程模型，预测PI和伪预测PI控制算法，其特征在于：所述的控制方法包括冷房水分控制方法和出口水分控制方法，步骤包括：(1)基于一阶惯性加纯滞后过程对象，采用预测PI控制算法设计系统控制器；基于第二类组合积分过程对象，采用伪预测PI控制算法设计系统控制器，所述的被控对象的过程模型G_p(s)，期望的闭环传递函数G₀(s)，得到所需控制器的传递函数为：$G_c\left(s\right)=\frac{G_0\left(s\right)}{G_p\left(s\right)(1-G_0\left(s\right))};$(2)建立打叶复烤生产线的过程模型，主要包括：烤房四个区的温度对象G_PT1(s)、G_PT2(s)、G_PT3(s)、G_PT4(s)；烤房四个区的水分对象G_MT1(s)、G_MT2(s)、G_MT3(s)、G_MT4(s)；回潮房两个区相对蒸汽阀位的水分对象G_MS1(s)、G_MS2(s)；回潮房两个区雾化流量水分对象G_MW1(s)、G_MW2(s)；以输入、输出数据为基础，建立各对象的“灰箱”模型；(3)根据建立的四个烤房温度对象模型，运用先进的预测PI控制算法，设计烤房四个温度控制器G_CT1(s)、G_CT2(s)、G_CT3(s)、G_PT4(s)；(4)根据建立的烤房四个温度对象模型、四个水分对象模型和运用预测PI控制算法设计的四个温度控制器，确定冷房广义水分对象G_M1(s)；该广义水分对象具有第二类组合积分过程的特征，采用频率域准则简化，得到简化的冷房广义水分对象模型为：$G_{M1}\left(s\right)=\frac{0.25}{240s}(1-e^{240s})e^{-30s};$(5)根据建立的回潮房两个相对蒸汽阀位的水分对象模型和两个雾化流量水分对象模型，确定出口广义水分对象G_M2(s)；该广义水分对象具有第二类组合积分过程的特征，采用频率域准则简化，得到简化的出口广义水分对象模型为：$G_{M2}\left(s\right)=\frac{0.2}{90s}(1-e^{90s})e^{-10s};$(6)根据建立的冷房广义水分对象模型G_M1(s)，运用先进的伪预测PI控制算法，设计冷房水分控制方案，其冷房水分控制器的传递函数为：$G_{\mathrm{GM}1}\left(s\right)=\frac{960s}{[240s-(1-e^{-240s})e^{-30s}]};$(7)根据建立的出口广义水分对象模型G_M2(s)，运用先进的伪预测PI控制算法，设计出口水分控制方案，其出口水分控制器的传递函数为：$G_{\mathrm{CM}2}\left(s\right)=\frac{450s}{[90s-(1-e^{-90s})e^{-10s}]}.$