回转窑煅烧温度预测控制综合方法的研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文回转窑煅烧温度预测控制综合方法研究作者姓名：熊唯指导教师：高宪文教授东北大学自动化研究所申请学位级别：硕士。学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：学位授予日期：评阅人：2011年6月徐林副教授论文答辩日期：答辩委员会主席：高淑芝教授东北大学2011年6月2011年6月李鸿儒教授万方数据AThesisfortheDegreeofMasterinControlTheoryandControlEngineeringResearchonSynthes

2、isApproachofPredictiveControlofCalcinationTemperatureinRotaryⅪlnByXiongWeiSupervisor：ProfessorGaoXianwenNortheasternUniversityJune2011万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，不包含其他人已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

3、献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：缝锥签字日期：2D11．6．z1学位论文版权使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：半年口一年函一年半口两年口学位论文作者签名：能毪导师签名签字日期：zoll’6、21签字日期：鼬f、∥一≥7

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5、万方数据东北大学硕士学位论文摘要回转窑煅烧温度预测控制综合方法研究摘要回转窑是冶金行业中的关键设备，其运行状态直接影响产品质量、能源消耗、生产安全以及成本。回转窑煅烧温度是反映其运行状态的重要参数，对保证产品质量、实现回转窑的安全稳定运行以及降低劳动强度起着决定性的作用。由于回转窑是一个多变量、非线性、时变、大惯性的典型复杂被控对象，传统的控制方法难以达到理想的控制效果，目前许多场合还是根据现场操作人员的工作经验进行手动调节，自动化程度较低，存在生产效率低、能源消耗高、产品质量不稳定等问题，因

6、此研究回转窑煅烧温度的控制方法具有重大意义。本文以天铁集团石灰矿回转窑为背景，在分析回转窑工艺过程特性、研究影响回转窑煅烧温度因素的基础上，得出通过调节煤气流量和二次风流量可以有效地控制回转窑煅烧温度。本文利用现有的天铁集团石灰矿回转窑实际运行数据，运用T．S模糊建模方法得到了回转窑煅烧温度系统的T．S模型。采用了前件部分和后件部分分开辨识的方法，利用模糊C一均值聚类算法和最小二乘法分别辨识前后件的结构和参数。进一步将该模型转化为线性时变状态空间模型运用于后续的控制算法中。针对回转窑的复杂特性，

7、本文采用预测控制综合方法控制回转窑煅烧温度。预测控制综合方法以最优控制作为最重要的理论参照体系，Lyapunov稳定性分析方法作为性能保证，不变集和线性矩阵不等式作为基本工具，成为当前预测控制理论研究的主流。状态反馈预测控制综合方法存在两个问题，一是该方法只能将系统状态镇定到原点，不能跟踪给定的变化目标；二是该方法受限于其可行域的大小，往往不能实现大范围的控制。本文针对这两个问题改进了状态反馈预测控制综合方法。输出跟踪预测控制综合方法通过将根据给定的输出计算得到的对应的稳定状态和输入作为变量，并

8、修改终端约束来实现输出跟踪。调度预测控制综合方法引入调度的思想，离线设计一系列可行域互相重叠的控制器集合。在线时，在控制器的调度作用下，系统状态在相互交叉的不同可行域之间运动，直至达到设定的目标平衡状态，从而实现大范围控制。最后，本文设计了回转窑煅烧温度控制系统，仿真研究表明预测控制综合方法可以对回转窑煅烧温度进行有效地控制。关键词：回转窑煅烧温度；T-S模糊建模；预测控制综合；线性矩阵不等式一II—万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonSynthesisApproac

9、hofPredictiveControlofCalcinationTemperatureinRotaryKilnAbstractRotarykilnisthekeyequipmentinmetallurgicalindustry．Productquality,energyconsumption，productionsafetyandcostaredirectlyrelatedtotherunningstateofrotarykiln．Calcinationtemperatureinrotaryk