電石爐多步預(yù)測自校正控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、電石是一種常見的化工原料，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的用途。在電石爐生產(chǎn)中，如何調(diào)節(jié)三相電極升降得以控制電石爐反應(yīng)溫度是電石爐控制系統(tǒng)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。由于其被控對(duì)象具有多變量、強(qiáng)耦合、模型參數(shù)隨溫度、爐料配比等因素的影響而時(shí)變等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的PID算法常常達(dá)不到理想的控制效果，本文嘗試用自適應(yīng)算法來設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。 本文重點(diǎn)研究電極升降自適應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要工作如下： (1)以山西某電石爐項(xiàng)目為課題背景，通過對(duì)電石爐的生產(chǎn)工藝流

2、程和設(shè)備的研究，選用了以西門子PLC為控制器來設(shè)計(jì)電石爐控制系統(tǒng)。完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)備的選型和安裝規(guī)劃。 (2)通過對(duì)電極升降系統(tǒng)的分析。利用階躍響應(yīng)法建立升降液壓裝置的模型；利用最小二乘法建立了電極位置-電流動(dòng)態(tài)模型。這兩個(gè)模型構(gòu)成了電極升降系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 (3)以PID算法和基于PID結(jié)構(gòu)的間接自校正算法為控制策略，對(duì)所建立電極位置一電流動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明PID算法控制響應(yīng)速度慢，抗干擾性能差；間接

3、自校正算法控制超調(diào)量過大，均達(dá)不到控制指標(biāo)。因此本文研究利用自適應(yīng)算法中的多步預(yù)測自校正算法來控制電極升降，通過仿真試驗(yàn)，證明可以達(dá)到控制指標(biāo)。 (4)以PLC為下位機(jī)，WinCC為上位機(jī)監(jiān)控軟件，多步預(yù)測自校正算法為控制策略設(shè)計(jì)了電極升降控制系統(tǒng)。完成了該控制系統(tǒng)PLC的程序設(shè)計(jì)、WinCC的畫面設(shè)計(jì)和上位機(jī)與下位機(jī)的通訊設(shè)置。并且針對(duì)WinCC科學(xué)運(yùn)算能力差的弱點(diǎn)，提出了利用DDE技術(shù)連接WinCC和MATLAB來設(shè)計(jì)在線參