紙機(jī)橫向分布定量降階建模與控制.pdf

1、在造紙過程中,定量是表征紙張產(chǎn)品基本指標(biāo)的重要物理量.由于用戶對紙張質(zhì)量要求的提高以及生產(chǎn)廠家為了對成本的控制,紙張定量橫向分布控制受到越來越多的關(guān)注.橫向測量點(diǎn)和執(zhí)行器數(shù)目眾多(橫向測量點(diǎn)數(shù)從100至1000不等,執(zhí)行器數(shù)目從10至100不等)、系統(tǒng)存在很大的滯后時間、相鄰的執(zhí)行器之間強(qiáng)耦合、不確定因素多等,所有的這些原因使得紙張的定量橫向分布控制是造紙過程中最為復(fù)雜的控制對象之一,建模困難,用傳統(tǒng)的控制方法難以獲得理想的效果.K-L

2、(Karhunen-Loève)變換在信號處理與系統(tǒng)建模中得到了廣泛的應(yīng)用,它是基于同一類的特征選擇,用較少量的特征對樣本進(jìn)行描述以達(dá)到降低特征空間維數(shù)的方法.由于橫向控制系統(tǒng)是一個高維系統(tǒng),在線計(jì)算量大,而本文把K-L轉(zhuǎn)換應(yīng)用于紙機(jī)橫向定量建模中.通過K-L轉(zhuǎn)換對影響系統(tǒng)的干擾進(jìn)行建模,找到一個低階的包含重要干擾的子空間,隨后在低階的子空間上通過求解MPC表達(dá)式來獲得最優(yōu)控制作用,相應(yīng)的解決最優(yōu)化問題再映射回原來滿空間上就可以在實(shí)際生

3、產(chǎn)中應(yīng)用,從而有效的簡化實(shí)現(xiàn)控制算法所需的計(jì)算量,有利于提高控制器的性能.本文的主要工作如下:(1)綜述了紙機(jī)橫向控制技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展和當(dāng)前研究的最新進(jìn)展,并分析了其中存在的問題.(2)簡單介紹了K-L變換的主要內(nèi)容,以及在信號處理、控制系統(tǒng)建模中的應(yīng)用.(3)通過用基于K-L變換的一系列處理系統(tǒng)干擾的降階技術(shù),對系統(tǒng)干擾進(jìn)行處理,一旦包含主要的干擾空間被確定了,則把控制變量的空間映射到包含主要干擾的子空間上,有效地構(gòu)造了一個描述初始系