纸浆浓度控制中几种算法的复合应用研究

《纸浆浓度控制中几种算法的复合应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、纸浆浓度控制中几种算法的复合应用研究摘要在制浆生产过程中，测量和控制纸浆的浓度对稳定工艺过程，保证浆、纸的质量，提高劳动生产率具有十分重要的意义。浆料从蒸煮锅中喷放出来，无论是洗浆、筛选、漂白还是打浆和抄纸，其工艺效果均与浓度的测量和控制有着密切的关系，要使产品具有稳定的质量，供浆浓度是否稳定很重要。因此，纸浆浓度是造纸生产过程中一个非常重要的工艺指标，是保证纸质的关键因素。为保证纸质，必须提高纸浆浓度控制精度。纸浆浓度的重要性决定了其控制算法应该能满足更高的控制性能指标。当前造纸行业浓度控制普遍采用传统PID算法，PID算法具有结构简单、实现方便、适应性强等特点，

2、但是其在浓度回路中的应用存在下面几点问题：1)调节缓慢；2)抗干扰能力弱；3)稳定性差等。同造纸生产线上其他控制回路相比，传统PID控制下的浓度回路在改变设定值后，测量值稳定到新设定值上的时间是最长的。同时，车速的提高、浆泵转速的改变、原浆浓度的波动等干扰产生时，浓度回路很容易偏离设定值发生较大幅度的波动。这些问题的存在限制了纸浆浓度控制精度的提高，更成为纸张质量进一步提升的一个瓶颈。本论文在简要介绍造纸流程的基础上，针对纸浆浓度控制的特点，提出一种新的纸浆浓度控制算法，即基于PID控制、模糊控制和Smith预估控制的复合控制算法。本文首先介绍纸浆浓度控制的目的和意

3、义及其研究现状，其次学习PID控制算法、模糊控制算法和Smith预估控制算法的基本原理及特点。总结出：PID控制算法简单、鲁棒性好、可靠性高，但在实际生产中常规PID控制器的参数往往整定不良，性能欠佳，对运行工况适应性差。而模糊控制是一种基于规则的控制，不需要建立被控对象的精确的数学模型，具有一定的智能水平和鲁棒性，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱，但是它本身消除系统稳态误差的性能比较差，难以达到较高的控制精度。Smith预估控制可以消除时滞的影响，减小超调量，提高系统稳定性，加速调节过程，提供系统快速性，但是它却需要被控对象精确的数学模型，否则当对象参数变

4、化范围较大时，它酌控制就完全失效，‘且对干扰的抑制效果很差。最后，本论文结合PID控制、模糊控制和Smith预估控制的优缺点，在此基础上提出基予此三种算法的复合算法。该复合算法将PID控制与模糊控制相结合组成模糊自整定PID，来增强系统的白适应能力；将常规Smith预估算法进行改进，加一个PD控制器，来增强系统的抗干扰性。利厢MATLAB仿真软件对复合控制算法进行仿真研究，通过一系列的仿真曲线，证明此算法既具有模糊控制较强的鲁棒性，又具有PID控制精度高的特点，同时具有Smith预估算法的对滞后时间的补偿特性，尤其是在模型失配时表现出良好的稳定性和鲁棒性。关键词：纸

5、浆浓度，PID，模糊控制，Smith，复合算法RESEARCHoNSEVERALALGoRITHMSCoMPoUNDINPULPCoNSISTENCYCONTROLABSTRACTIntheprocessofpapermaking，themeasureandcontrolofpulpconsistencyhasanextremelyvitalsignificancetostabletechnologicalprocess，guaranteethequalityofpulpandpaper,andenhancelaborproductivity．Thepulpspur

6、tsfromthestewpot，pulpwashing，screening，bleachingorpulpingandpapermaking，alloftheirscrafteffecthaveancloserelationshipwiththemeasureandcontrolofpulpconsistency，inordertomakethepaperhasstablequality，whetherthepulpconsistencyisstable，thisisveryimportant．Therefore，pulpconsistencyisaveryimp

7、ortantcraftindexintheprocessofpapermaking，andisthekeyfactortoguaranteepaperquality．Inordertoguaranteepaperquality，wemustincreasethecontrolprecisionofpulpconsistency．Theimportanceofpulpconsistencyhasdecideditscontrolalgorithmshouldbeabletosatisfyhighercontrolperformanceindex．PIDalgori