高温燃气隧道窑温度建模与控制研究

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1、万方数据分类号UDC作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：密级学位论文高温燃气隧道窑温度建模与控制研究李乔娜秦树凯副教授东北大学信息科学与工程学院自动化研究所硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2014年6月2014年7月杨英华朱军论文答辩日期：2014年6月答辩委员主席：关守平东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringResearchonTemperatureModelingandControlofHigh-tempe

2、ratureGasFiringTunnelⅪIn量UByLiQiaonaSupervisor：AssociateProfessorQinShukaiNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢学位论文作者签名：薪d亳8，日期：№f9。6．≥汐‘学位论文版权使

3、用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口-SSD两年∥学位论文储签名：两唧签字日期：沙r够，舌．))口铈虢房旎k一签字日期：伽Ⅳ，D．弓·万方数据东北大学硕士学位论文摘要高温燃气隧道窑的温度建模与控制研究摘要高温燃气隧道窑是耐火材料制品生产的一个重要环节，其温度控制水平是制约耐火材料质量提

4、高的一个重要因素，因此温度控制策略是隧道窑控制系统中的重要研究内容。如何制定先进的温度控制策略来提高产品质量、降低能耗、减少环境污染，成为工业窑炉控制领域一个迫切需要解决的问题。为了研究隧道窑的温度控制策略，首先建立了其温度模型。由于隧道窑的工况非常复杂，难以建立精确的数学模型。本文根据炉窑类控制对象的特点，用受控自回归滑动积分平均(CARIMA)模型来近似描述该被控系统。以现场采集的数据为依据，首先采用行列式之比法辨识出了模型的阶次，然后采用最小二乘法辨识出了模型的参数，最后通过MATLAB仿真验证了所建模型的有效性。隧道窑是一个复杂的

5、控制对象，具有大惯性、大滞后以及非线性等特点，本文将广义预测控N(GPC)的思想引入到隧道窑的温度控制中。但是GPC基本算法过于复杂，且运算过程中可能产生病态矩阵。凶此，本文采用了一种改进的GPC快速算法，并将阶梯控制策略融入到该算法中，提高了算法的简单性和安全性。最后针对辨识出的隧道窑温度模型进行了控制器的设计。仿真结果表明，模型匹配时，系统动态响应速度快，超调量小，具有较强的抗干扰能力；模型严重失配时，控制性能变差。针对上述模型失配的现象，本文采用模糊推理对控制量进行补偿，即控制量为广义预测控制量与模糊补偿量之和，设计了基于模糊补偿的

6、广义预测控制器。仿真结果表明，在模型严重失配的情况下，加入模糊补偿后的控制器可以有效地抑制模型失配的影响，控制精度高，跟踪速度快，超调量小，抗干扰能力强，具有良好的控制性能，能够满足隧道窑温度控制的要求。关键词：隧道窑：行列式之比；最小二乘法；广义预测控制；模糊推理万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonTemperatureModelingandControlofHigh--temperatureGasFiringTunnelKilnAbstractHi曲一temperaturegasfiringtunnelki

7、lnisanimportantpartoftheproductionofrefractoryproducts，anditscontrollevelaffectsthequalityofthematerialdirectly．Therefore，thetemperaturecontrolstrategyplaysanimportantpartinthetunnelkilncontrolsystem．Howtodesignagoodtemperaturecontrolstrategyfortunnelkilnwhichcansatisfyth

8、eproducerequirements，enhancethequalityoftheproduct，reducetheenergyconsumptionandreducethepolluti