基于典型工况的水泥联合粉磨滑模控制研究

发布时间：2017-10-15 22:16

  本文关键词：基于典型工况的水泥联合粉磨滑模控制研究

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【摘要】：联合粉磨系统是水泥生产的重要组成部分。因其具有非线性、大滞后等特点,一直是水泥生产控制中的难点。滑模控制因其在滑动模态时对系统的摄动及外部干扰有较强的鲁棒性,得到广泛研究及工程应用。为此,本文研究基于典型工况的水泥联合粉磨滑模控制方法及应用。本课题的主要研究内容如下:(1)结合某水泥厂联合粉磨系统,参考其工艺,建立了磨机负荷数学模型。在借鉴现场优秀操作人员的工作经验的基础上,得到稳流仓料位以及磨机负荷是影响联合粉磨系统稳定与效率的主要因素;选取打散分级机转速和喂料量分别控制磨机负荷和稳流仓料位;结合现场历史数据,利用最小二乘辨识方法建立了磨机负荷数学模型,仿真结果说明所建立的模型能够较好地拟合磨机负荷的变化过程。(2)根据(1)中所建磨机负荷模型,设计了标称磨机负荷滑模控制器。为保证系统中的任意一点能在有限时间内到达滑模面并且使趋近运动有较好的动态品质,所设计控制器采用指数趋近律;为减小系统的抖振以及增加趋近速度,趋近律设计为自适应指数趋近律;证明了所得滑模面的可达性与稳定性;仿真结果表明所设计控制器能够较好地实现磨机负荷跟踪任务。(3)由于实际的联合粉磨系统中存在内部参数的摄动以及外部干扰,提出基于干扰观测器的受扰磨机负荷滑模控制器设计方法。结合(2)的滑模控制器,给出受扰系统的控制器结构,并证明了闭环系统的稳定性;为准确估计受扰系统的磨机负荷干扰,设计干扰观测器并证明了其收敛性;证明了所设计滑模面的可达性与稳定性;仿真结果表明所设计控制器能够较好地实现磨机负荷跟踪任务。(4)为便于工程应用,结合Bang-Bang控制,研发了联合粉磨系统自动控制软件。从控制和软件实现的角度出发,提出联合粉磨系统的控制方案和软件实现方案,并给出了联合粉磨系统自动控制软件的具体实现;现场应用效果说明,自动控制软件更能够使联合粉磨系统高效稳定的运行。
【关键词】：联合粉磨系统 滑模控制 磨机电流 最小二乘辨识 干扰观测器
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ172.63;TP273
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景与意义10-11
• 1.2 联合粉磨系统研究现状11-13
• 1.3 主要工作13-14
• 1.4 本章小结14-16
• 第二章 联合粉磨系统模型的建立16-26
• 2.1 水泥生产工艺16-17
• 2.2 联合粉磨系统工艺分析17-22
• 2.3 联合粉磨系统数学模型建立22-25
• 2.3.1 建模数据预处理23
• 2.3.2 数学模型的建立23-24
• 2.3.3 仿真验证24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 典型工况下联合粉磨标称系统滑模控制器设计26-38
• 3.1 滑模控制26-30
• 3.1.1 滑模控制概述26-28
• 3.1.2 离散滑模控制基本原理28-30
• 3.2 典型工况下联合粉磨标称系统滑模控制器的设计30-36
• 3.2.1 滑模面的设计与渐近收敛性分析30-32
• 3.2.2 控制律的设计与滑模面可达性分析32-34
• 3.2.3 仿真验证34-36
• 3.3 本章小结36-38
• 第四章 典型工况下联合粉磨受扰系统滑模控制器设计38-48
• 4.1 滑模面的设计与渐近收敛性分析38-40
• 4.2 控制律的设计与干扰观测器收敛性分析40-42
• 4.3 滑模面可达性分析42-44
• 4.4 仿真验证44-45
• 4.5 本章小结45-48
• 第五章 联合粉磨控制系统的工程实现48-58
• 5.1 联合粉磨系统控制方案48-49
• 5.2 联合粉磨系统软件实现方案49-50
• 5.3 联合粉磨系统自动控制软件的实现50-55
• 5.4 现场应用效果及分析55-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 论文总结58-59
• 6.2 研究展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-66
• 附录A66-74
• 附录B74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1039004