基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡預測控制的加熱爐爐溫控制策略的研究.pdf

1、預測控制是20世紀70年代后期直接從工業(yè)過程控制中發(fā)展起來的一類新型計算機控制算法。由于它采用多步預測、滾動優(yōu)化和反饋校正等控制策略，因而其控制效果好，比較適用于那些不易建立精確數(shù)學模型且比較復雜的工業(yè)生產(chǎn)過程，所以受到國內(nèi)外工程界和控制界的重視，并且已經(jīng)在石油、化工、電力、冶金、機械等工業(yè)部門的控制系統(tǒng)中取得了成功的應用，是一類很有發(fā)展前途的新型計算機控制算法。 鋼坯加熱爐是熱軋鋼工業(yè)中用于鋼坯軋前加熱的重要設備，也是軋線上的

2、耗能大戶，因此研究加熱爐的優(yōu)化控制技術意義重大。加熱爐生產(chǎn)的目標是“優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗”，既要獲得滿足軋制所要求的鋼坯目標出爐溫度，又要實現(xiàn)鋼坯表面氧化燒損最少，加熱能耗最小。由于加熱爐具有非線性、不確定性、強耦合等特點，是一個復雜的非線性系統(tǒng)，因此加熱爐的優(yōu)化控制是一個復雜的控制與優(yōu)化問題，采用常規(guī)控制技術難以取得良好的優(yōu)化控制效果。 針對鋼坯加熱爐系統(tǒng)非線性、大慣性、大滯后的問題，本文在大量查閱相關參考文獻的基礎上，結合鋼坯

3、加熱爐的生產(chǎn)實際，提出采用基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的預測控制策略對加熱爐爐溫進行控制。 本文主要做了以下工作： (1)從鋼坯加熱爐生產(chǎn)實際和現(xiàn)代工業(yè)復雜化的實際出發(fā)，闡述了加熱爐優(yōu)化控制的應用現(xiàn)狀與研究現(xiàn)狀，并指出了目前加熱爐優(yōu)化控制中存在的問題。 (2)研究了預測控制理論，首先綜述了預測控制的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，然后闡述了預測控制的基本思想，最后研究了神經(jīng)網(wǎng)絡預測控制，包括其預測模型及其控制算法的實現(xiàn)。 (3)

4、研究了基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性系統(tǒng)建模與預測，并以加熱爐的實際數(shù)據(jù)進行MATLAB仿真，用小波神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)加熱爐爐溫的預報，在建模的過程中綜合考慮了加熱爐的生產(chǎn)實際，研究了神經(jīng)網(wǎng)絡建模中的關鍵技術。 (4)針對加熱爐這一復雜非線性系統(tǒng)，本文提出采用基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的預測控制的方法對鋼坯加熱爐爐溫進行控制。首先采用小波神經(jīng)網(wǎng)絡建立爐溫的預測模型以預測爐溫的未來輸出值，并采用反饋校正，以克服系統(tǒng)中由于其他不確定性擾動造成的模型預測誤