定量水分控制系统模糊Smith-PID控制器的设计与仿真.pdf

《定量水分控制系统模糊Smith-PID控制器的设计与仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《电气自动化)2011年第33卷第1期智能控制技术-．r”诒《瑟强}糕薯簿餐黼ntelligentControlTechniques定量水分控制系统模糊Sm-th—PID控制器的设计与仿真王平张根宝(陕西科技大学电信学院，陕西西安710021)摘要：针对造纸过程中的非线性、干扰多、耦合严重、纯滞后大等特点，在对定量、水分控制系统分析的基础上，提出一种基于模糊Smith—PID的控制方案。给出实现方案的控制系统结构和设计方法，同时采用MATLAB进行仿真。结果表明该方案能有效地提高定量、水分的控制精度，且在模型参数发生变化时仍能获得良好的

2、动态响应性能。关键词：定量水分Smith—PID模糊控制解耦[中图分类号]TP273；TP391．9[文献标识码]A[文章编号]1000—3886(2011)()1-0016-04QuantificationandMoistureSystemwithFuzzySm_lh—PIDControllerDesignandSimulationWangPingZhangGenbaO(CollegeofElectricalandInformationTechnology，ShanxiUniversityofScienceandTechnology，

3、Xi'anShanxi710021，China)Abstract：Consideringthenonlinearity，Interferenceandcouplingserious，timedelayofthepaper—makingIonthebasisofdeepanalysisofthequantificationandmoisturesystem，theadaptivefuzzyPIDmethodwasproposedbasedontheSmithconstructionandgivesthestructureanddesign

4、processofthissystem．AndsimulatedthesystembyMATLAB．Theresultsshowthatthestrategycanachieveaccuratecontrolofthequantificationandmoistureevenwhentheparametersofthemodelarechanged，Keywords：quantificationandmoisturesmith—PIDfuzzycontroldecoupling页除去所含的大部分水分，进入烘缸部烘于。烘干后的纸页经压U月

5、fJ吾光得到成纸。制浆造纸过程是一个十分复杂的传质传热过程，具有高度的可知从放浆阀门和烘缸蒸汽阀门开度变化，反映到卷取纸张一非线性，且干扰多、耦合严重、纯滞后大等特点。现代制浆造纸工定量与水分含量的变化过程，均可用式(】)表示：_1业需要一个智能的集成系统，以定量和水分为最终质量指标。由于定量、水分这两个指标不仅反映成纸质量，同时也影响G(s)l_旱(1)到经济效益。当纸浆浓度一定时，影响定量和水分的主要因素是式中：G(S)为第i个输出量与第个输入量之问的传递函浆流量和蒸汽压力。一般选用控制浆料流量来稳定定量，控制蒸数(i，=1，2)，

6、Ko为对象静态增益，To为对象,f,IN常数，为对汽压力来稳定水分。控制的难点是定量和水分之间存在耦合以象纯滞后时间。及时滞。即两者互相影响，且阀门的开度变化到引起定量水分的用简单的升曲线法对纸机进行降阶处理，最后得到简化的变化有很大的时间延迟。对此本文的解决思路是设计出定量水某纸机水分定量系统数学模型为：分的Smith模糊PID控制方案。首先利厢对角线解耦，采用Smith自适应模糊PID控制算法，有效解决了定量水分控制中的耦合及篡0l．o6o5se十一1时滞问题。“仿真和实际应用结果表明该方法对于造纸过程中定=0．12e一量水分的控制

7、具有非常好的效果。1OOs十l1定量、水分系统建模式中：，为进浆阀门开度；y。为纸张定量；：为蒸汽阀门开度；由于纸机种类较多，不同类型纸机的模型不仅参数不同，有Y，为纸张水分。的阶次也不一样，因而找出纸机定量水分通用模型是自适应模糊2控制方案设计控制器件具有通用性的前提。本文选取较常用的1760纸机为研普通长网纸机的控制难点具体为：(1)定量水分控制回路究对象。纸机的工艺流程如图1所示，从前道工序送来的中浓度的大时滞特性；(2)定量水分回路的大惯性特点；(3)定量水分浆料与白水混合稀释，经过除砂装置后，浆料流到成浆池储存，经之间的强耦合

8、；(4)抄纸过程自身的参数摄动、时变等非线性因过网前箱流上铜网，在铜网上滤出大部分水分形成湿纸页。湿纸素。总结起来主要解决定量水分之问的耦合，系统的时滞以及参数模型易变化的问题。因此，在设计控制系统中，采用