内模控制的研究及其在造纸机流浆箱控制中的应用

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1、内模控制研究及其在造纸机流浆箱控制中应用摘要当今，工业自动化水平己成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。计算机控制是目前现在工业过程控制的主要手段，工业的发展需要借助于现代控制技术，以获得更好的控制效果，来满足工艺要求，产生更多的经济效益。本文主要针对造纸工业中的一个关键设备——流浆箱，进行研究和实验，将内模控制(InternalModelContr01．IMC)用于对造纸机流浆箱的控制，对涉及到的相关理论和技术展开了比较深入地探讨和研究，并给出了控制算法的具体实现。流浆箱是造纸机的关键设备，被誉为造纸机的“心脏”，对纸的

2、均匀度、强度起至关重要的作用，是连接成制浆与纸张成型两部分的枢纽，也是造纸设备发展最快的部件。流浆箱的功能是把合乎要求的纸浆，按照造纸工艺要求送到成形网上去，对其进行精确控制已成为造纸设备控制的一个重要环节。气垫式流浆箱是一个非线性系统，控制量之间还存在耦合关系，控制比较困难。目前气垫式流浆控制大多采用PID控制和前馈补偿相结合的方法，但是其抗干扰和稳定性差，不能满足更高车速要求。气垫式流浆箱在我国目前应用非常广泛，为了使它取得更好的经济效益，对其控制方法进行深入的研究是很重要的。要实现对气垫式流浆箱的液位和总压力的准确控制，

3、首先需要建立一个比较准确的数学模型，然后对气垫式流浆箱的液位和总压力控制进行解耦。具体工作可以总结如下：1)对单变量内模控制器和多变量内模控制器进行研究，并对原有技术继承和改进，将内模控制和PID控制相结合，实现内模控制在气垫式流浆箱的控制应用研究。2)通过机理和实验相结合的方法推导流浆箱的数学模型，根据现场情况来调整模型中的延迟时间。利用对角解耦原理用来处理流浆箱的耦合干扰问题。3)利用推导的数学模型进行仿真研究，分别在没有解耦结构和有解耦结构时进行试验，并比较仿真结果；确定流浆箱内模控制器，完成流浆箱的控制仿真和应用研究。

4、4)介绍了流浆箱的控制辅助环节，以保证气垫式流浆箱控制系统可以长期稳定的运行。设计流浆箱的DCS控制系统，包括选择控制的输入输出点、电机和调节阀等设备配置。论文通过仿真试验验证了气垫式流浆箱内模控制器的实用性和可靠性。但在试验中因为数据运算的误差使得一些仿真效果不好；通过滤波和解耦处理，IMC．PID仿真试验中取得了较好的效果，满足控制系统实现快速性和稳定性的要求。最后说明了流浆箱的控制研究现状和发展趋势。关键词：内模控制，解耦控制，多变量耦合系统，过程控制，气垫式流浆箱，抄纸过程ⅡSTUDAYoNINTERNALMODELC

5、ONTROLANDAPLACATIONToHEADBOXCoNTROLOFPAPERMACHINEABSTRACTNowadays，thelevelofindustrialautomationisbecomeanimportantsymbolofmodernization．OneimportantmethodiSusedcomputertocontrolproductionandmanageproject．Thedevelopmentofindustryneedsthemoderncontrolmethodsforgettin

6、gthesatisfiedeffect．Thepaperisstudyonthekeyequipmentofpapermachinewhichnamedheadbox，andappliedInternaJModelControlmethodinthecontrolofit，inadditiontothat，theauthorstudyallthetheoriesdeeplywhichappliedinthepaper．Forpapermakingprocess，headboxisakeyelementandalsobecall

7、edastheheartofthepapermachine，hasagreatdifferencetothepropertiesofpaper，itisalsoajointbetweenpulpsandpaper，anddevelopedveryfast．Thefunctionofheadboxistosendpulptopapermachinebythestandardoftheprocess，theaccuratecontroleffectsofitbeseemedasamostimportantfactor．Air．cu

8、shionedheadboxisanonlinearsystem．Thereareseriouscouplingbetweenthelevelandpressure，SOthatitiSverydifficulttocontrolits．Theimportantproblem