多变量自校正控制在纺织厂空调系统中的应用研究与仿真

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1、心跚⋯⋯龇M⋯出州一嬲卿TianjhaPolytechnicUniversityApplicationStudyofSimulationofMultivariableSelf-tuningControlintheAir-ConditioningSystemofTextileMillInCandidacyfortheMaster’sDegreeinSignalandInformationProcessingByWuMinSupervisorProf．WangPingCollegeofComputerandAutomaticalTechn

2、ology,TianjinPolytechnicUniversityFebruary,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得云洼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。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了谢意。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解云洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容

3、编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：萼文签字日期摊明％日，导师签名：≥签字日期：j剖彦年2,9．zgEt学位论文的主要创新点一、针对纺织厂空调系统多变量非线性、时变性、大延时、多变量、强耦合的特点，将模型参数的在线识别与控制器的在线设计有机地结合在一起，实现适合该空调系统的自校正控制算法和良好的控制效果。二、在应用最小二乘法对单变量系统的参数识别的基础上，针对多变量系统采用具有遗忘

4、因子递推最小二乘法实现多变量系统的参数辨识，从而确定多变量系统的数学模型。三、针对多变量系统的大延迟的特点，提出最小方差的原则设计控制器，对干扰信号作出迅速的响应，保持该系统被控量的稳定性，实现空调系统的节能效果。四、针对多变量系统的强耦合的特点，应用理想解耦法或前馈解耦法使该系统每个被控量只按其给定值变化，即将多变量系统转换为各自独立、互不关联的两个SISO系统，再结合PID参数整定实现控制效果。五、在多变量系统未解耦的前提下，实行IMC—PID参数整定，通过滤波器的参数调节，决定系统的响应速度并且最大可能地减弱耦合性，实现使该系统

5、具有良好的跟踪性能和抗干扰能力。：t，L．．__产n吖h一#，．●。?摘要在现代化的工业生产过程中，对空气调节的要求是十分严格的，如空气温度、湿度环境，气流速度，洁净度等等，直接影响着工业产品的质量，决定工艺过程的正常运行，甚至可能危害工作人员的身体健康；另一方面，在能源紧张的今天，节能降耗对空调系统提出了更高的要求。因此，在化工、纺织、轻工、食品、金属加工、仪器仪表制造、光学、电子、无线电技术、印刷等一系列的工业中，空气调节都得到了广泛的应用。为了调节纺织厂车间内的相对湿度和温度稳定在预定值上，弥补操作人员对大量数据的处理和随时遇到

6、的各种变化因素的综合分析所带来的盲目性，同时满足对节能降耗的主观要求，提出了一种基于最小方差的多变量自校正控制算法。首先通过具有遗忘因子递推最+--乘法对多变量系统进行结构辨识和参数估计，然后讨论了采样间隔和阶次的选择对该系统的影响，最终实现多变量自校正的控制效果。应用MATLAB软件对该系统设置输入数目不同及加入干扰信号大小的变化得到相对湿度和温度的输出曲线，仿真结果表明依据最小方差得到的控制律使空调系统的两个参数稳定在预定值上或使其按既定的规律变化。同时针对该多变量空调系统具有的耦合特性，对多变量系统解耦后的SISO模型进行PID

7、控制；选取IMC—PID控制与传统PID控制相结合的参数整定方法，以获得比传统的参数整定法更好的控制效果，适应复杂的工业过程的需要。关键词：纺织厂空气调节；多变量；自校正控制；PID控制；MATLAB仿真AbstractInthemodernindustrialproduction，therequestoftheair-conditionisverystrict．Thefactors，suchasthetemperatureofair,thehumidityofenvironment，thespeedofair,thecleanlev

8、eletc．，affectthequalityofproductdirectly,decidetheprocess，everlinjurethehuman’Shealthy．Ontheotherhand，theair-c