氣墊式流漿箱智能解耦控制系統(tǒng).pdf

1、氣墊式流漿箱作為高速造紙機的關(guān)鍵部件,是連接“備漿流送”和“紙頁成形”兩部分的關(guān)鍵樞紐。自20世紀40年代誕生后,氣墊式流漿箱的設計、制造和控制得到國內(nèi)外紙業(yè)界的高度重視,成為造紙機上發(fā)展最快的部件之一。
　　 基于現(xiàn)代造紙工業(yè)的迅猛發(fā)展及社會對高性能、低成本、適應中國可持續(xù)發(fā)展的氣墊式流漿箱產(chǎn)品的迫切需求,本課題在了解流漿箱國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有的氣墊式流漿箱控制系統(tǒng)產(chǎn)品的內(nèi)部機理進行了深入分析,并針對其存在的因算法簡

2、單而不能適應對象的特性變化、耦合擾動影響系統(tǒng)性能等不足,研究開發(fā)了一套低成本、高性能、便于操作與維護的氣墊式流漿箱控制系統(tǒng)。
　　 在總結(jié)前人關(guān)于氣墊式流漿箱控制算法理論成果的基礎(chǔ)上,通過對流漿箱輸入輸出特性及模型結(jié)構(gòu)的分析,設計了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡雙變量PID解耦控制器。該控制器通過對傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制器的結(jié)構(gòu)改造,利用神經(jīng)網(wǎng)絡所具有的任意非線性表達能力,根據(jù)系統(tǒng)現(xiàn)場的運行狀態(tài),按照人為設定的性能指標,通過自學習和權(quán)值調(diào)整來

3、整定PID控制的比例(Kp)、積分(Kl)、微分(Kd)三個參數(shù),最終實現(xiàn)具有最佳組合的PID控制,進而實現(xiàn)了氣墊式流漿箱總壓與漿位的解耦控制。針對氣墊式流漿箱的線性模型和非線性模型進行的仿真結(jié)果表明:該解耦控制器具有實現(xiàn)簡單、控制精度高等特點,可基本實現(xiàn)總壓與漿位的解耦控制。其不足是由于控制輸出量存在一定的滯后現(xiàn)象,從而導致了該控制器在控制初期存在較大的超調(diào)量,且解耦控制時間長等缺點。針對該解耦控制器的上述不足,本文又設計了一種改進的

4、解耦控制器--具有預測補償功能的雙變量神經(jīng)網(wǎng)絡PID解耦控制器。
　　 具有預測補償功能的雙變量神經(jīng)網(wǎng)絡PID解耦控制器是在基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡雙變量PID解耦控制器的基礎(chǔ)上,結(jié)合預測控制思想而提出的一種改進控制器。該控制器在氣墊式流漿箱非線性模型上的仿真結(jié)果表明:加入預測補償器后,控制量得到實時補償,在實現(xiàn)總壓與漿位解耦控制的同時,有效地加快了解耦控制的速度、減少了控制初期的超調(diào)量,彌補了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡雙變量PID解耦控制器的不