制粉系統(tǒng)球磨機的模型算法解耦控制

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1、2002年第1期　　　　　　　　　　　　　　　工業(yè)儀表與自動化裝置·23·制粉系統(tǒng)球磨機的模型算法解耦控制王東風(fēng)(華北電力大學(xué)動力系,河北保定071003)[摘　要]針對制粉系統(tǒng)球磨機的多變量強耦合特性,提出模型算法預(yù)測控制的解耦設(shè)計方法。將球磨機系統(tǒng)分解為三個多輸入單輸出系統(tǒng),用模型算法控制原理設(shè)計控制器,通過求解三元一次矩陣方程組,實現(xiàn)了多步預(yù)測的解耦控制。對球磨機系統(tǒng)的仿真結(jié)果表明了所給算法的有效性。[關(guān)鍵詞]球磨機系統(tǒng);多變量系統(tǒng);模型算法控制;解耦控制+[中圖分類號]TP27315[文獻標識

2、碼]A[文章編號]100020682(2002)0120023203TheMACdecouplingdesignanditsapplicationtoaballmillpulverizingsystemWANGDong2feng(NorthChinaElectricPowerUniversity,HebeiBaoding071003,China)Abstract:ThispaperpresentstheMACdecouplingdesignmethodwhichdecomposesamulti2inp

3、utmulti2outputsystemintomulti2inputsingleoutputsystems,theMACalgorithmisusedtodesignacontroller.Bymeansofsolvingamatrixequation,thepredictivedecouplingcontrollerisrealized.Thecomputersimulationofathree2imputthree2outputballmillpulverizingsystemisgiven,s

4、imulationresultsdemonstratetheeffectivenessoftheproposedalgorithm.Keywords:Ballmillpulverizingsystem;Multi2inputmulti2outputsystem;MAC;Decouplingcontrol耦設(shè)計方法,對于多輸入多輸出的強耦合系統(tǒng),首先1引言將系統(tǒng)分解為多輸入單輸出系統(tǒng),并用模型算法控　　自Rouhani和Mehra提出了模型算法預(yù)測控制制原理設(shè)計控制器。通過求解控制增量的矩陣方程[1](

5、MAC),由于其在線計算方便,具有較強的魯棒性組,實現(xiàn)多步預(yù)測的解耦控制,從而避免了求解復(fù)雜和較好的調(diào)節(jié)品質(zhì),在過程控制領(lǐng)域得到了廣泛的的n3(M-1)個線性方程組問題,然后將其應(yīng)用于重視與應(yīng)用。然而該算法在理論分析方面還不夠深球磨機系統(tǒng)的控制設(shè)計。入,尤其是多變量過程系統(tǒng)方面更是形式單一。2球磨機系統(tǒng)的模型算法解耦控制中間儲倉式制粉系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電機組,是一典型的大時延、強耦合多變量系統(tǒng)。文獻211　單變量系統(tǒng)的MAC算法[2]對該系統(tǒng)的耦合情況進行了分析,結(jié)論是,在鋼　　模型算法控制是一種利

6、用被控對象的單位脈沖球磨制粉系統(tǒng)的3個調(diào)節(jié)回路中,不管3個回路如響應(yīng)采樣數(shù)據(jù)作為預(yù)測模型的預(yù)測控制算法,設(shè)被何配對,均存在著相當(dāng)嚴重的耦合,不解耦的系統(tǒng)是控對象的單位脈沖采樣數(shù)據(jù)為[2]不可能實現(xiàn)良好的控制的,解耦設(shè)計是必須的,可{g1,g2,?}見,研究制粉系統(tǒng)的自動控制和優(yōu)化運行,具有重要對于漸近穩(wěn)定的系統(tǒng),其脈沖響應(yīng)在若干個采的理論意義和實用價值。樣周期后就趨于穩(wěn)態(tài)值,即gN≈0,因此可以用單位由于預(yù)測控制對于克服大時延大慣性有獨到之脈沖響應(yīng)采樣數(shù)據(jù)的前有限項描述系統(tǒng)的動態(tài)特性處,但對于多變量系

7、統(tǒng)的解耦設(shè)計,只是簡單地套用{g1,g2,?,gN}單變量系統(tǒng)的形式,為此,本文提出模型預(yù)測控制解由線性系統(tǒng)的疊加原理,可以得到系統(tǒng)輸出的[3]預(yù)測模型為　　收稿日期:2000212212Ym(k+1)=Ym(k)+GΔU(k)+F0U(k-1)　　作者簡介:王東風(fēng)(19712),男,安徽潛山人,博士,講師;研究方(2—1)向:計算機控制和智能控制理論及其在熱工過程控制中的應(yīng)用。?1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved

8、.·24·工業(yè)儀表與自動化裝置　　　　　　　　　　　　　　　　2002年第1期T式中Δu(k)=d[Yr(k+1)-F0U(k-1)-he(k)]Ym(k+1)=[ym(k+1/k),ym(k+2/k),?,ym(2—3)(k+P/k)]TTT-1Td=(1,0,?,0)(GQG+λ)GQ　為取首行ΔU(k)=[Δu(k),Δu(k+1),?,Δu(k+M-運算。T1)]212　三輸入三輸出球磨機系統(tǒng)的MAC解耦算法U(k-1)=[u(k-N+1),u(