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基于laguerre函数PID预测控制的热风炉燃烧系统控制策略研究开题报告

 2022-01-11 17:41:15  

全文总字数:2020字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的:针对热风炉燃烧系统控制的特点,设计一种基于laguerre模型的自适应预测pid控制器。该控制器采用对时延有良好逼近能力的正交laguerre函数模型作为预测模型,利用带遗忘因子的最小二乘法在线辨识laguerre预测模型的系数,以提高系统适应工况变化的能力;滚动优化指标采用比例积分型结构,以提高系统的快速性和鲁棒性。通过对具有严重参数不确定性,扰动以及大迟滞的热风炉燃烧系统被控对象进行仿真研究,结果表明该方法能够很好地适应对象特性的变化,且控制系统的性能比常规串级控制系统有较大提高。

意义:随着技术的不断发展,传统的控制手段已经很难再满足企业的需求,基于laguerre函数pid预测控制的手段可以实现对热风炉燃烧系统精确有效的控制,效益提高的同时能源也得到了很好地利用推动了行业的进一步升级发展。

国内外研究现状

国外:在发达国家中,热风炉由基本自动化和过程自动化自动控制。这主要借助过程自动化监测和完善的热风炉热量投入投出数学模型以及自动换炉操作实现控制,在实际应用中达到了很好地效果。例如:德国西门子公司采用的方法是给热风炉建立准确的数学模型来控制;日本川崎公司千叶厂5号高炉热风炉的热水准管理控制系统;日本住友公司第二号热风炉使用的是热平衡原理的数学模型等。

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2. 研究的基本内容

1. 使用laguerre函数模型的原因:由于laguerre函数模型表征系统特性的参数少于非参数化模型,因此便于在线识别和实现自适应控制。而且,此函数的模型参数中包含了系统时延和阶次信息,对系统的时延和阶次变化不敏感,所以实现自适应控制方案时不必事先知道系统的时延和阶次。

2. laguerre函数模型的建立:laguerre函数是平方可积函数空间l2(0,正无穷)上的一组正交基,系统的输入输出特性可用n阶laguerre函数构成的梯形网络近似表示,其状态方程为:

l(k 1)=al(k) bu(k)

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

一到三周:自己查找相关文献,了解论题的基本含义,完成任务书和开题报告。

三到六周:联系导师,讨论论题的细节,完善自己的认知。开始着手设计,查找资料,建立相关的数学模型。

六到九周:将建立好的数学模型提交导师审核,纠正其中的错误,完善模型,为最后的仿真做准备。

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4. 参考文献

1. 孙海顺,姚伟,程时杰,文劲宇. 基于laguerre函数的过热汽温自适应预测pi控制系统.中国电机工程学报;2012, vol32,no5.

2. 张雷,汪光阳等. 热风炉燃烧系统研究现状.《天津冶金》;2002,vol5.

3. 叶军. 基于拉盖尔模拟神经网络的过热汽温直接自适应控制系统.《中国电机工程学报》;2006, vol26

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