先进控制算法在打叶复烤生产线的应用研究

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1、东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：缸矗缈日期：矽』『年y月卯Et东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部

2、或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密d学位论文作者签名：馋移Et期：加I7年砂月形日、指导教师签名：手专卜侈日期：矽‘年>月媚东华大学硕士学位论文先进控制算法在打叶复烤生产线的应用研究摘要时滞对象在实际工业过程中广泛存在，针对时滞过程的控制研究一直是控制理论界的热点之～，特别是对于纯滞后对象的控制，传统的控制方法很难取得理想的效果。组合积分过程是一种新型的积分时滞对象，它在钢铁、石化、谷物加工、烟草等工业中广泛存在。组合积分系统由两个或两个以上积分时滞项组

3、成，它在本质上是开环稳定的，并可运用一阶Pade近似方法，将时滞项近似为一阶对象。目前大多数组合积分对象被视作一阶时滞对象采用通常的控制策略，如：PID控制算法，Smith预估算法或内模控制算法。随着工业科技的发展，节能减排等问题对控制精度提出了更高的要求，传统的控制方法已不能满足工业发展的需要，因此，研究针对组合积分系统的控制策略具有重要的实际意义。打叶复烤的主要用途是对打叶分离之后的烟叶片进行处理，使叶片的水分、温度达到规定的工艺技术指标。烟叶烤房温度对象是一类大惯性大滞后过程，冷房和出口水分对象是组合积分过程，对复烤过程采用常规的控制策略，烤房温度波动大，冷

4、房和出口水分往往需要人工调节，操作人员劳动强度大，经常造成产品不合格而返料。因此，研究应用于打叶复烤生产线的先进控制算法，显得非常必要和迫切。本文从理论研究到应用实践，主要分为如下几个部分：(1)针对时滞过程，研究并提出了一种先进的预测PI／PID控制器，它是根据期望的闭环传递函数，来设计预测PI／PID控制器。这种控制器有两部分组成，一项具有PI／PID控制器的形式，另一项具有预测功能。这种控制器结构简单，可调参数少，参数的调节简单、直观，仿真显示，它有良好的跟踪性能和抗干扰性能，鲁棒稳定性能好，适合在工业生产中进行推广。(2)针对组合积分过程，根据期望的闭环传

5、递函数，研究提出了一种抗时滞伪预测PI(ADQPI／ADQPID)控制算法，并给出了抗时滞伪预测PI控制器的设计方法。这类控制算法基于对象的模型而设计，不仅适合对组合积分系统进行控制，而且适合其它对象的控制。仿真结果显示，本文提出的伪预测PI算法具有良好的控制性能和鲁棒稳定性。(3)研究了先进控制算法在打叶复烤生产线的应用，先进控制算法包括预测PI控制算法和伪预测PI控制算法。首先针对打叶复烤过程的特点，分别建立了烤房、冷房和出口的过程模型。其中，烤房过程模型为一阶时滞对象，采用预测PI控制算法设计烤房温度控制器；冷房和出口过程模型为组合积分对象，采用伪预测PI控

6、制算法设计冷房和出口水分控制器。此外，本文还东华大学硕士学位论文分析设计了打叶复烤生产线的控制方案，实际的控制效果显示，先进的控制算法不仅能够显著提高控制精度，而且能够节约能源，降低生产成本。(4)设计了基于OPT022PACProject的先进实时控制软件，采用PACControl编写控制算法，采用PACDisplay开发监控界面。通过采用MatlabSimulink工具模拟实际的过程对象，采用OPT022R系列控制器运行控制算法，对监控软件进行了仿真研究，体现了一定的实际应用价值。关键词：打叶复烤；时滞过程；组合积分过程；预测PI控制；伪预测PI控制Advan

7、cedControlAlgorithmanditsApplicationinTobaccoRe-dryingProductionLineABSTRACTTimedelayprocessesexistextensivelyinprocessindustry．TheresearchonTimedelayprocessesespeciallywithlargedead-timeisalwaysoneofthemosthotspotsincontrolsystem．Itisdifficulttoachievethedesiredresultsbytraditionalco

8、ntrol