基于模型预测控制的氧化炉随动控制研究与应用

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：阻辟签字日期：州厂年一沪日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解云洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞注王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家

2、有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：吕互锋签字日期：侧产f月妒日新签晦利哎签字日期：甲修年f月俨日万方数据学位论文主要创新点主要创新点如下：一、运用Box．Jenkins多输入回归模型，将辅助模型多新息广义增广最小二乘算法推广到多变量情况。根据现场采集的热氧化炉开环运行数据，辨识得出热氧化炉的三输入两输出Box．Jenkins模型。二、根据单变量广义预测控制的基本理论，在前述所辨识出的多变量焚烧系统动态模型的基础上推演得到基于Box．Jenkins模型的爹输入多输出热氧化炉随动系统广义预测控制算法。三、结合西门子S7．300系列

3、控制器及RSView32上位机监控软件的特点，将设计的两种广义预测控制器嵌入到基于PLC热氧化炉控制系统中，并给出实现的具体步骤与流程。万方数据摘要随着我国环境问题日益严峻，工厂排放的有害废弃物处理受到了更多的关注，热氧化炉焚烧正是一项己被国内外普遍采用解决此问题的技术。然而由于实际过程中运行效率低、经济效益不明显且自动化水平落后的问题，其适用性已跟不上国家越来越高的节能减排要求。热氧化炉焚烧系统自动化水平的提高势在必行，控制系统品质和稳定性也需要加以改进。课题以空气化工产品南京特种胺热氧化炉系统为背景，对焚烧的工艺进行了理论分析，给出了热氧化炉焚烧系统的三输入二输出模型。并在分析了多输

4、入多输出系统辨识原理的基础上将模型简化为两个三输出单输出系统。选择Box．Jenkins的多变量误差准则模型，将辅助模型多新息最小二乘法推广到多变量情况，并应用于对该Box．Jenkins模型参数的辨识。结合经处理后的开环运行采样数据，计算给出了热氧化炉的多输入多输出模型。课题随后介绍了模型预测控制的基本原理，依据辨识得到的热氧化炉焚烧系统模型，详细给出了针对该模型的多变量广义预测控制算法，并通过MATLAB进行了仿真计算。对于模型预测控制在工程中的实际应用，结合西门子工业自动化产品及IPC上位机监控软件的特点，给出了基于PLC控制系统的热氧化炉广义预测控制器的两种设计方法和实现的步骤与

5、流程。课题所进行的系统辨识建模与模型预测控制研究对先进控制算法在控制系统中设计与优化具有一定的指导与启发意义，文章所研究方法同样也适用于其他热工类载体系统的动态特性辨识建模控制与工业现场应用。关键词：热氧化炉；系统辨识；多变量辅助模型多新息最小二乘法；多变量广义预测控制；MATLAB动态数据交互万方数据ABSTRACTWithincreasinglyseriousenvironmentalproblems，hazardouswastetreatmentofplantemissionshasbecameapartofwidespreadconcern．Forsolvingthisprobl

6、em，atechnologyofthermaloxidationincineratorpreciselyhasbeenwidelyusedindomesticandforeign．However,duetothelowefficiency,costandlevelofautomationintheactualprocess，itsapplicabilitycouldn、tkeepup晰tllthecountry’Sgrowingenergyconservationrequirements．Itisimperativetoimprovethelevelofautomationaboutth

7、ermaloxidationincineratorsystem．Qualityandstabilityofcontrolsystemsalsoneedtobeimproved．TakingAirProductsNanjingspecialtyaminesthermaloxidationfumacesystemasbackground，paperanalyzedtheoreticallyincinerationprocessandga