改进广义预测控制在球磨机中的应用研究

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1、图书分类号：U.D.C.:工学硕士学位论文改进广义预测控制在球磨机中的应用研究硕士研究生：孙晶淼导师：孙灵芳教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：自动化工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：东北电力大学ClassifiedIndex:U.D.C.:DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringTheStudyofImproveGeneralizedPredictiveControlinBallMillApplicationCandidate：SunJingmiaoSuperviso

2、r：Prof.SunLingfangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAutomationEngineeringDateofOralExamination：Mar.2015University：NortheastDianliUniversity摘要球磨机制粉系统作为火电厂里重要的发电设备，在国内外火电厂中广泛应用。现阶段主要应用在电厂中的磨煤机分为两种，一种是单进单出型，另一种是双进双出型

3、。无论哪种类型的钢球磨，都存在大时滞强耦合的特点，同时又有许多其他干扰因素，所以想要建立精确的数学模型较为困难。由于球磨机是一个典型的三入三出系统，对于此类高阶强耦合的非线性系统，如何解决系统的建模和自动控制问题，仍是当今研究热点。本文通过对球磨机进行工作原理分析，从机理法出发，建立球磨机的机理数学模型，并在机理数学模型的输入变量加入一定量的扰动，给出阶跃扰动测试，建立出球磨机系统的传递函数模型。由于球磨机制粉系统在工况变化情况较大时，被控对象模型和实际对象模型会出现较大偏差，使用单独的PID控制算法不能取得良好的控制效果。所以我们在建模基础上，结合作为工

4、业过程控制中应用最广泛的基本控制律——PID控制，在一般广义预测控制算法的基础上，通过对广义预测控制目标函数的改进，将新的PID-GPC目标函数首次应用到球磨机系统。新增加的PID调节器使设定值与实际值的偏差实时改变，不仅增强系统的跟踪性能，也提高了系统的抗干扰能力和鲁棒性能。最后分别通过对电厂300MW和600MW大型单元机组负压运行的磨煤机制粉系统进行仿真实验，表明该算法较一般前馈解耦PID控制具有更好的鲁棒性,更宜于工业应用。关键词：球磨机；广义预测控制；PID-GPC；球磨机建模-I-AbstractBallmillpulverizingsyste

5、msareimportantequipmentinthethermalpowerplant,they’rewidelyusedindomesticandinternationalpowerplant.Atthepresent,Coalgrindingmachineisdividedintotwokinds,onekindissingleinletandoutlet,theotherisdoubleinletandoutletballmill.Nomatterwhichkindofballmill,theyallhavelargetimedelayandst

6、rongcouplingcharacteristics,andhavemanyotherinterferencefactors,soit’sdifficultforustoestablishaprecisemathematicalmodel.Theballmillisatypicalthreeintoandthreeoutofthesystem,forthenonlinearsystemsuchhigherstrongcouplingsystem,howtosolvetheproblemofmodelingandautomaticcontrolisstil

7、laresearchfocus.Weanalyzetheworkingprincipleofballmillsystem,basedonthemechanismmethod,andestablishthemathematicalmodelofballmill,addacertaindisturbancetotheinputvariablesinthemechanismmathematicalmodel.Thenwegivetheballmillastepdisturbancetest,andestablishthefunctionmodelofballmi

8、llsystem.Whenchangingoperatingcon