隧道窑建模与控制应用研究

• 作 者: 刘春蕊
• 机 构: 东北大学
• 出 处: 东北大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 高温隧道窑 加热模型 偏最小二乘回归 内部模型控制器

本文首先介绍了高温隧道窑及其控制技术的发展和现状，然后详细介绍了当今流行的偏最小二乘回归建模方法和内模控制原理。
偏最小二乘回归是一种新型的多元统计数据分析方法，主要适用于多因变量对多自变量的线性回归建模，它将回归建模、主成分分析及典型相关分析的基本功能有机的结合起来，有效地解决了许多用普通多元线性回归无法解决的多重相关性问题。
内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略，它对模型的精度要求低，把动态过程特性的逆模型作为调节器设计，在线计算方便，跟踪性能好，鲁棒性强，能消除干扰影响，适用于复杂对象的控制。
随后，针对隧道窑具有多变量、时变和滞后性并很难建立精确的数学模型等特点，提出了一种将偏最小二乘回归建模和内模控制思想相结合的隧道窑温度控制方案。
然后根据高温隧道窑现场采集的大量数据对该方案进行尝试性研究，即采用偏最小二乘方法建立隧道窑烧成带三区温度的内部模型，按内模控制器的思想设计隧道窑温度多输入单输出内模控制器和输入回路、输出回路滤波器，从中推导出基于偏最小二乘的多输入单输出的隧道窑温度内模控制器的设计方法。
最后，编制了偏最小二乘算法和计算内模控制律的MATLAB程序，进行了仿真试验，并对仿真结果进行了分析，验证了该控制方案的可行性，同时也总结了该方案和仿真试验存在的一些问题。