稀释水水力式流浆箱控制系统研究

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1、滂压料技大学申请工学硕士学位论文论文题目：稀释水水力式流浆箱控制系统研究学科门类：工学一级学科：动力工程及工程热物理培养单位：轻工与能源学院硕士生：陈航导师：汤伟教授2014年5月RESEARCHoNCoNTRoLSYSTEMoFHYDRAULICHEADBoXWITHDILUTIoNWATERAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByHangChen

2、ThesisSupervisor：Pro．WeiTangMay，2014稀释水水力式流浆箱控制系统研究摘要流浆箱是造纸机的关键部件，是连接备浆流送和纸页成型两部分的关键枢纽，决定着纸幅定量分布，并影响着纸幅成型的质量，被称为造纸机的～t3脏”。本文针对目前先进的稀释水水力式流浆箱，围绕其控制系统一本体控制和稀释水横幅定量控制进行研究。在剖析稀释水水力式流浆箱控制难点及要点的基础上，给出稀释水水力式流浆箱本体控制及横幅定量控制方案。使用一种类似于两阶闭环辨识的方法，实现执行器与横幅定量响应之间的在线自动映射，设计出基于Gram多项式的横向定量控制策略。主要研究工作可总结为如下三

3、个方面：1)稀释水水力式流浆箱控制方案的设计在分析目前先进的Metso公司OptiFlo和voith公司MasterJet稀释水水力式浆箱的结构及其构件的功能与区别的基础上，根据稀释水水力式流浆箱的工艺要求，设计出以$7-400为控制器主体，以Profibus-DP和工业Ethernet网为通信基础，以工业计算机为操作员站和工程师站，各工段按地域和功能划分子系统，主控制柜和远程I／O柜分散布置，各子系统独立运行且又相互协调，实现真正意义上的集中管理和分散控制的一套较为完整的稀释水水力式流浆箱本体控制方案及稀释水横幅定量控制方案。2)执行器与横幅定量响应之间的在线自动映射控制好

4、纸机纸幅的横向定量取决于许多因素，其中一个因素是执行器与对应的横幅响应之间一一映射。在纸机生产过程当中操作条件变化频繁，执行器与横向测量点的映射随着时间的推移在局部或在整个纸幅发生变化。针对这一问题，使用一种类似于两阶闭环辨识的方法，实现执行器与横幅定量响应之间的在线自动映射，并介绍在开环条件下通过“冲击试验”确定响应宽度和在闭环条件下自动计算响应宽度，从而找到响应中心，实现正确映射。3)基于Gram多项式的横向定量控制策略基于稀释水浓调技术的稀释水水力式流浆箱横幅定量调节的目的是最大限度减少纸幅的横幅定量差，稀释水横幅定量调节系统的关键技术是解决稀释水调节问题，稀释水阀开度

5、对横幅定量的影响机理，横幅定量扫描数据的预处理，稀释水横幅定量过程又存在高维、大时滞、耦合等问题，这些问题包含了复杂的测量和控制技术难题。针对这些难点，在执行器与横向定量测量数据箱(dateboxs)准确映射的基础上，利用Gram多项式对横向定量扫描数据进行拟合，通过图像分割的方法确定关联矩阵G的参数，再以关联矩阵G估算交互矩阵G；的参数，根据交互矩阵Gx是一个具有对角化优势的矩阵，通过求其逆矩阵，这样便能对执行器之间的耦合进行解耦，从而将横向定量视为单入单出(SISO)系统，然后利用Dahlin算法设计出闭环控制回路控制器，并在Matlab里进行仿真，仿真结果表明该控制算法

6、有效。关键词：稀释水水力式流浆箱，本体控制，横幅定量控制，映射，gram多项式，dahlin控制器RESEARCHoNCoNTRoLSYSTEMoFHYDRAULICHEADBoXWITHDILUTIoNWATERABSTRACTTheorganiclycoordinationbetweeneachpartisimportantforcontinUOHSproductionprocessinpulpandpapermakingindustry．Theheadboxisthekeypartofpapermachine，whichconnectsflowingandforming

7、anddeterminesthepaper-pagequantity,referredtoastheheartofpapermachine．Inthispaper,forthehydraulicheadboxwithdilutionwaterisrecognizedasintemationallyadvancedheadboxinthedomesticmarket，arounditscontrolsystem--ontologyanddilutionwaterCDbasicweightcontrolwa