電石爐多步預測自校正控制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、電石是一種常見的化工原料，在工業(yè)生產中有著廣泛的用途。在電石爐生產中，如何調節(jié)三相電極升降得以控制電石爐反應溫度是電石爐控制系統(tǒng)的難點和重點。由于其被控對象具有多變量、強耦合、模型參數(shù)隨溫度、爐料配比等因素的影響而時變等特點，傳統(tǒng)的PID算法常常達不到理想的控制效果，本文嘗試用自適應算法來設計控制系統(tǒng)。 本文重點研究電極升降自適應控制系統(tǒng)的設計，主要工作如下： (1)以山西某電石爐項目為課題背景，通過對電石爐的生產工藝流

2、程和設備的研究，選用了以西門子PLC為控制器來設計電石爐控制系統(tǒng)。完成了系統(tǒng)的硬件設備的選型和安裝規(guī)劃。 (2)通過對電極升降系統(tǒng)的分析。利用階躍響應法建立升降液壓裝置的模型；利用最小二乘法建立了電極位置-電流動態(tài)模型。這兩個模型構成了電極升降系統(tǒng)的數(shù)學模型。 (3)以PID算法和基于PID結構的間接自校正算法為控制策略，對所建立電極位置一電流動態(tài)模型進行仿真試驗。仿真結果表明PID算法控制響應速度慢，抗干擾性能差；間接

3、自校正算法控制超調量過大，均達不到控制指標。因此本文研究利用自適應算法中的多步預測自校正算法來控制電極升降，通過仿真試驗，證明可以達到控制指標。 (4)以PLC為下位機，WinCC為上位機監(jiān)控軟件，多步預測自校正算法為控制策略設計了電極升降控制系統(tǒng)。完成了該控制系統(tǒng)PLC的程序設計、WinCC的畫面設計和上位機與下位機的通訊設置。并且針對WinCC科學運算能力差的弱點，提出了利用DDE技術連接WinCC和MATLAB來設計在線參