造紙機(jī)的橫向定量降階建模和控制.pdf

1、紙張單位面積的質(zhì)量稱為紙張的定量。紙張的定量、水分和厚度是紙張的三個(gè)基本性質(zhì),現(xiàn)代工業(yè)造紙機(jī)要求確保這三個(gè)性質(zhì)達(dá)到要求。其中,定量是三個(gè)性質(zhì)中最為關(guān)鍵的一個(gè),需要精確控制。定量控制就是控制定量均勻穩(wěn)定的方法。
　　 由于橫向測(cè)量點(diǎn)和執(zhí)行器數(shù)目眾多(橫向測(cè)量點(diǎn)數(shù)從200至2000不等,執(zhí)行器數(shù)目最多達(dá)300),系統(tǒng)滯后時(shí)間比較長(zhǎng),相鄰執(zhí)行器之間耦合強(qiáng)度大,系統(tǒng)不確定因素多等原因,使得紙張的橫向定量分布是造紙過程中最為復(fù)雜的控制對(duì)象

2、之一,用傳統(tǒng)的控制方法難以獲得理想效果。
　　 由于紙機(jī)的橫向過程是一個(gè)大規(guī)模系統(tǒng),為了減少計(jì)算量,使在線的實(shí)時(shí)控制成為可能,需要降低模型的階數(shù)?？紤]到紙機(jī)的模型不確定性和關(guān)聯(lián)矩陣條件數(shù)大的原因,過程模型可以通過基于改進(jìn)小波包算法的小波矩陣進(jìn)行有效的模型降階。降階后的系統(tǒng)能保留橫向過程的可控空間頻率。利用降階后的模型設(shè)計(jì)了小波域中的MPC控制器,約束條件同樣變換到小波域中。在小波域中設(shè)計(jì)MPC控制器的優(yōu)點(diǎn)是與原模型相比,在保留較

3、好控制效果同時(shí),大大降低了在線的計(jì)算時(shí)間。
　　 本文的主要工作如下:
　　 (1)研究了造紙過程的基本流程,綜述了橫向定量控制算法的發(fā)展歷史,當(dāng)今的研究現(xiàn)狀和存在的問題;
　　 (2)研究了小波分析算法及其在信號(hào)處理和控制系統(tǒng)建模中的應(yīng)用;
　　 (3)對(duì)系統(tǒng)的特性進(jìn)行分析,指出橫向定量控制成功的關(guān)鍵是對(duì)系統(tǒng)可控分量的合理控制,試圖對(duì)高頻分量進(jìn)行控制會(huì)引起控制效果的惡化。根據(jù)小波分析在信號(hào)分解中的應(yīng)用,