基于GPC的自适应PID动力波压力控制研究

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动力波作为冶炼工业烟气净化过程中的重要设备,其入口压力在工作信号切换时出现的无法满足控制要求的问题长期以来一直严重威胁设备的安全运行,因而被人们所密切关注。随着对铜、铁等金属需求的急剧增加,冶炼任务越来越繁重,产生的烟气量也急剧增加,烟气净化系统的处理任务越来越艰巨,设备的整体结构也日趋巨型化和复杂化,常规控制系统更加难以达到控制要求。为了保证烟气净化系统安全正常运行,制定有效的控制方案是十分必要的。本文以江西铜业冶炼厂烟气净化过程设备作为研究对象,对工作机理等进行了深入研究。由于尾气净化系统具有非线性、大惯性等特性,常规控制算法难以取得良好的控制效果。而预测控制策略是按照被控对象的特性和扰动变化情况,不断校正控制器的参数,从而提高了系统的稳定性和鲁棒性。基于预测控制策略的这些优点,本文提出在建立系统动态数学模型的基础上,将自适应广义预测控制算法应用于烟气净化过程一级动力波入口压力的控制方案。根据从江西铜业现场采集的相关实际数据,采用分散——联合建模方法,在最小二乘参数辨识法、分段近似线性化等手段辅助下,主通道控制对象模型和干扰通道的受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA);在深入研究算法机理的基础上,结合模型设计出自适应广义预测PID控制器,并进行了仿真验证和现场应用测试;结果表明,使用该控制策略对此类复杂工业过程进行控制的方案是可行的。
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