预测PID控制论及其在烘丝机中的应用.pdfVIP

海人学坝}．学位论立 摘要 烘丝筒是具有较大热容的大滞后系统，出口烟丝水份含量相对于输入变量具 有较强的非线性和滞后性；又由于入口烟丝水份含量波动等干扰，运用常规的 PID算法难以达到期望的控制效果。本文采用预测PID控制算法对烟丝含水率控 制系统进行改造，利用预测PID摔制器的预测控制功能和PID控制功能，降低 了出口烟丝水份含量的波动幅度，降低了“干头干尾”的数量，提高了卷烟生产 质量。本论文课题米源于上海卷烟厂烟丝烘干项目，主要研究预测PID控制理 论及其在烘丝烘干中的应用。 本文分析了原有控制方式(数学模型结合PID控制)的不足之处，提出了应 用预测PID控制方法对烟丝含水率控制系统进行改造，分别对控制过程的头部、 中部和尾部进行控制。 首先，对预测PID控制理论进行了研究。阐述了预测控制的基本原理、分类 以及存在的问题。重点介绍了预测PID控制算法的基本原理及推导过程。最后对 几种不刚控制对象的预N4PID控制器结构给出了推导。 接着，介绍了模型辨识的基本理论及几种建模方法。采用非参数模型辨识方 法对控制过程进行建模，同时对所建立的模型进行了仿真。仿真结果表明，在于 扰、噪音存在和模型失配的情况下，预测PID控制器仍然具有良好的控制性能， 是‘种值得在实际工程中推广应用的新型拧制器。 最后，采用预测PID控制方法对烘丝筒划丝烘干系统进行设计。分析了原有 控制系统的不足，应用了预测PID控制系统。介绍了控制系统的软件流程及硬 件构成，并给出了实际运行效果。 实际的运行效果表明：与原有的控制系统相比较，预测PID控制系统具有更 高的自适应性，更强的自学习能力，而且具有较强的抗干扰性。预测PID控制 器具有良好的控制性能及鲁棒控制性能。 V 海人学坝l等j位论文 ABSTRACT The isa time with heat there dryingcylinderlarge delaysystemlarge capacity,so is and timebetweenthemoisturecontentofcuttobacco strongnonlinearitylong lag andthe thesame issomedisturbancesuchasthe variations；at time，there input fluctuationofmoisturecontentofthe cuttobacco，Sothenatureofthe entering drying theconventionalPID from the results cylinderprecluded algorithmattainingexpected The PIDcontrol isusedto themoisturecontent predictive algorithm improve inthis meansofthe controlfunctionandPID controllingsystem paper．By predictive control fluctuationofmoisturecontentofcuttobaccowas function，the range amountofover—driedcuttobacco startandfinishof decreased，the during