LS-SVM逆系統(tǒng)方法在流漿箱解耦控制中的應用研究.pdf

1、流漿箱作為高速造紙機的關鍵部件，是連接“備漿流送”和“紙頁成形”兩部分的關鍵樞紐。隨著紙機車速的不斷提高以及市場對紙張質量的要求，研發(fā)適應我國國情、高性能、低成本的氣墊式流漿箱以及控制策略就顯得非常必要。本文在流漿箱國內外研究現(xiàn)狀的基礎上，深入分析了氣墊式流漿箱的內部機理和現(xiàn)有的控制系統(tǒng)，提出了基于LS-SVM(Least Square Support Vector Machines，最小二乘支持向量機)逆系統(tǒng)方法的流漿箱解耦控制方法。

2、主要研究內容如下:
　　(1)多變量系統(tǒng)逆模型的建立。傳統(tǒng)逆系統(tǒng)方法要求數(shù)學模型精確已知，而且存在逆模型的解析解難以求取的問題，因此結合LS-SVM的非線性建模特性，辨識得到原系統(tǒng)的逆模型，并將它與原系統(tǒng)串聯(lián)構成偽線性系統(tǒng)。分別通過單變量和多變量的實例仿真，驗證了該方法的有效性和可行性。多變量逆系統(tǒng)方法可以在完成系統(tǒng)偽線性化的同時，還可以將原本復雜的系統(tǒng)解耦成多個相互獨立的偽線性子系統(tǒng)，因此為一類不確定非線性強耦合系統(tǒng)提供了一種新

3、的解耦方法。
　　(2)多變量系統(tǒng)控制器的設計。由于多變量逆系統(tǒng)方法的解耦能力有限，因此以偽線性復合系統(tǒng)作為被控對象，分別討論了采用PID以及DMC(Dynamic Matrix Control,動態(tài)矩陣控制)兩種控制方法對其進行閉環(huán)控制的情況。仿真結果表明，雖然PID控制器可以達到很好的控制效果，而且具有一定的抗干擾能力及其魯棒性，但參數(shù)調節(jié)比較困難，超調量相對較大。因此，進一步分析并設計了動態(tài)矩陣控制器，取得了較好的動靜態(tài)性能

4、和魯棒性。
　　(3)LS-SVM逆系統(tǒng)解耦控制方法的應用研究。通過對流漿箱內部機理的深入分析，利用LS-SVM辨識得到流漿箱的逆模型，并采用逆系統(tǒng)方法原理，將原流漿箱系統(tǒng)解耦成兩個相互獨立的單入單出偽線性子系統(tǒng)。為了克服建模誤差影響及外部干擾，對所得的流漿箱偽線性系統(tǒng)采用了PID和DMC方法進行閉環(huán)控制。仿真結果表明，該控制方法魯棒性好，結構簡單，易于工程實現(xiàn)。
　　通過理論分析和仿真兩方面的研究，表明基于LS-SVM逆系