基于灰色预测的无模型控制在球磨机负荷控制中的仿真研究

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1、万方数据第32卷第1期2011年i月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificlnstrmnentV01．32No．1Jan．2011基于灰色预测的无模型控制在球磨机负荷控制中的仿真研究水程启明，程尹曼，汪明媚，王映斐(上海电力学院电力与自动化工程学院上海200090)摘要：火电厂钢球磨煤机的负荷对象具有大滞后、慢时变、强非线性等复杂特性，采用常规控制方法难以获得满意的控制效果，本文提出了基于灰色预测的无模型自适应负荷控制方法。该方法融合了无模型控制的自适应、抗干扰特性与灰色预测模型的预测时延、抑制超调和快速稳定特性，它将灰色模

2、型的预测结果代替负荷对象输出测量值，再进行无模型自适应闭环控制。仿真结果表明这种控制方法系统响应快、超调小、鲁棒性好、抗干扰能力强，可以有效解决大滞后、非线性及适应性等问题。关键词：球磨机负荷；灰色预测；无模型自适应控制；GM(1，1)模型；PID控制中图分类号：TP273TK23文献标识码：A国家标准学科分类代码：413．1060Simulationstudyonmodel-freeadaptivecontrolbasedongreypredictioninballmillloadcontrolChengQiming，ChengYinman，Wan

3、gMingmei，WangYingfei(CollegeofElectricPowerandAutomation，ShanghaiUniversayofElectricPower，Shanghai200090，China)Abstract：Theloadobjectofballmillinthermalpowerplanthascomplextraitsoflargetime—delay．slowtime·Var-ying，strongnonlinearityandetc．Itisdifficulttoobtainsatisfactorycontro

4、lperformanceusingconventionalcontrolmethods．Inthispaper，amodel·freeadaptivecontrolmethodbasedongraypredictionisintroducedforloadcontr01．Thiscontrolmethodcombinestheadaptive，anti—interferencefeaturesofmodel—freecontrolwiththetime-delaypro-diction，overshootsuppressionandrapidstab

5、lingofgraypredictionmodel．Themeasuredoutputvalueofloadobjectisreplacedbythepredictedresultofgraymodel，then，model-freeadaptivecontrolisusedforclose—loopcontr01．Simulationresultsshowthattheproposedcontrolmethodhasfastresponse，smallovershoot，goodrobustnessandstronganti—interferenc

6、eability；itCaneffectivelysolvetheproblemssuchaslargetime-delay，nonlinearityandadapt-ability．Keywords：ballmillload；grayprediction；modelfreeadaptivecontrol；GM(1，1)model；PIDcontrol1引言钢球磨煤机是目前火电厂制粉系统中使用最多的磨煤设备，也是火电厂的能耗大户，它对整个电厂的安全经济运行起着重要作用。球磨机是一个具有多变量、强耦合、大时滞、大惯性和时变性的复杂对象，直接对其控制收稿

7、日期：2010-02ReceivedDate：2010-0"2·基金项目：上海市教委重点学科建设项目(J51301)资助项目比较困难，常可把球磨机负荷对象分离出来，得到一个相对独立的单变量球磨机负荷控制系统⋯。由于这个负荷控制对象仍具有大滞后、强非线性、多干扰和慢时变等复杂特性，因而采用PID等传统控制难以获得满意的控制效果∞引。尽管一些改进的负荷控制方法被提出，但它们均还存在一些问题。基于Smith预估控制或内模控制需要知道负荷对象的精确模型忙1；采样控制是_种特殊的万方数据88仪器仪表学报第32卷PID控制，还存在PID控制缺点p1；预测控制需要

8、求解复杂的Diophanfine方程，计算量很大H’；模糊控制和专家控制都过度依赖于模糊规则表或专家经验，存