基于干擾觀測(cè)器的模型預(yù)測(cè)控制在磨礦中的應(yīng)用研究.pdf

1、磨礦分級(jí)過(guò)程(GCP)是冶金選礦企業(yè)的關(guān)鍵流程,其產(chǎn)品粒度指標(biāo)必須嚴(yán)格控制,以保證精礦產(chǎn)品品位和金屬回收率。GCP在本質(zhì)上是一個(gè)多輸入多輸出過(guò)程,具有多變量強(qiáng)耦合、大時(shí)滯和逆向特性,且過(guò)程中存在強(qiáng)擾動(dòng),常規(guī)的PID控制方法在處理這類問(wèn)題時(shí)存在很多不足。
　　 論文在介紹了GCP工藝流程后,闡述了GCP控制的難點(diǎn)及控制要求。GCP具有多變量強(qiáng)耦合、大時(shí)滯特性,常規(guī)PID控制存在超調(diào)大、穩(wěn)定性差等不足；而解耦控制策略對(duì)模型依賴程度強(qiáng)

2、,完全解耦在實(shí)際運(yùn)行中難以實(shí)現(xiàn)。為了提高控制性能,根據(jù)GCP特點(diǎn),決定選擇多變量模型預(yù)測(cè)控制(MPC)。
　　 MPC對(duì)模型要求低,能夠方便處理變量約束問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)。論文以兩輸入兩輸出GCP為研究對(duì)象,研究MPC在GCP中的應(yīng)用。仿真結(jié)果表明,與常規(guī)PID控制相比,MPC可以取得更優(yōu)的系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)性能、魯棒性,并有效處理變量約束問(wèn)題,滿足GCP對(duì)自動(dòng)控制的要求。
　　 GCP存在如礦石硬度變化等的外部強(qiáng)擾動(dòng)。擾動(dòng)的存在使系統(tǒng)

3、性能變差,甚至不穩(wěn)定,而這類擾動(dòng)不可在線測(cè)量,因此傳統(tǒng)的前饋補(bǔ)償方法無(wú)法應(yīng)用。針對(duì)GCP的時(shí)滯和逆向特性提出了一種改進(jìn)的擾動(dòng)觀測(cè)器(DOB)設(shè)計(jì)方法,得以對(duì)擾動(dòng)進(jìn)行在線估計(jì)。
　　 結(jié)合DOB和MPC的優(yōu)點(diǎn),把基于DOB的在線估計(jì)與MPC相復(fù)合,形成一種抗擾動(dòng)多變量復(fù)合控制結(jié)構(gòu)DOB-MPC,這種復(fù)合控制方案不僅可以抑制GCP的外部強(qiáng)擾動(dòng),而且可以處理因模型失配、變量之間的耦合導(dǎo)致的內(nèi)部擾動(dòng)。仿真研究表明了其有效性。