钢坯加热炉计算机控制动态数学模型的开发

本文论述了一个应用于加热炉计算机控制和优化操作的离散状态空间模型的开发.模型 基于描述钢坯不稳定导热的两维偏微分方程的相应的边界条件,应用系统分解和离散化方法, 最终转化为由一系列相互关联的子系统组成的大规模离散状态方程.根据加热炉的可测炉段 温度和钢坯的几何尺寸、钢种、移动速度等有关操作条件,模型实时地给出钢坯在炉内任意位 置温度分布的动态响应. 由大型加热炉工业试验数据表明,模型的精度能满足工程应用的要求. 本文还提出了应用数学模型实现加热炉递阶计算机空子的策略.     

DDC算式进展

内容提要本文简要地介绍了国外已经较为广泛应用的PID、计算指标、超驰、前馈、Smifh、自整定、解耦及Bang-Bang等八种控制规律的基本原理,作者並将这些控制规律转换成适合于DDC计算机应用的算式和框图,方便了工业生产部门的应用.     

焦炉焦化模型开发

焦化过程是一个伴随有物理，化学变化的传热过程，建立焦化模型，必须首先从煤高温于馏机理出发建立煤热分解时的热处理参数（如比热、密度、收缩率、传热系数等）随其化学组成和结构变化的模型，并利用该模型建立煤与焦的热量与物质传递模型。本文详细讨论了焦化过程中煤的热物理参数计算及其仿真。     

焦炉焦化模型开发：离散态空间模型开发（Ⅰ）

本文应用现代控制理论、系统分解与机理建模相结合的方法，对焦化过程进行了模型化研究，建立了焦炉焦化过程温度分布的离散状态空间模型，并进行了仿真研究。并把模型仿真结果与大型焦炉的实测结果进行了对比。该模型具有结构简单，计算量小等优点，适用于计算机实时控制。     

鲁棒性指标分析及其在多变量控制系统极点配置中的应用

本文详细分析了文献[3,4,6]中采用的鲁棒性指标的优缺点,进而提出了一种改进的鲁 棒极点配置方法.其收敛性比文[8]的结果好,计算复杂性明显优于文献[4,6,11]的方法.     

板坯加热炉的递阶计算机控制

本文以作者开发的板坯加热炉离散状态空间模型为基础提出了以启发式搜索方法求解加热炉炉温设定值最优化问题的原理,并介绍了基于上述原理的加热炉递阶计算机控制系统的设计与实施.该系统经过一年多连续运行表明其控制准确、性能可靠,降低能耗9％,明显提高钢坯的加热质量,直接经济效益可达100万元/年以上.     

一种求解带约束最优控制问题的算法

本文提出了一种求解带有复杂的等式及不等式约束条件的非线性最优控制问题的新算法。本算法效率高,通用性强,且收敛性良好。此外,本算法可方便地应用于大系统最优控制,并易于在微型计算机上实施。     

过程控制结构的可行性分析

本文论述了工业过程调节控制结构的可行性问题,讨论的问题是,对于某一反馈信息结构,是否存在该结构下的某一分散控制器,以使闭环系统具有渐近稳定性、良好的伺服跟踪性能和鲁棒性,本文基于分散固定模的概念,获得了一般分散控制结构可行性判据。最后将该可行性判据成功地应用于某炼油厂催化裂化装置反应再生系统控制结构的选择及控制系统的设计,结果表明,该分散控制系统具有令人满意的动态性能和鲁棒性。     

关于"输出反馈任置极点的精确解与粗壮性"一文的一个反例

文献[1]的主要定理讨论了闭环特征值互异且m+r-1≥n(这里n,m,r分别是状态变量,输出变量和输入变量)的特殊情况.得出了如下结果: 定理.各元互异的任何m-可分解集∧_n皆能精确配置.几乎全部精确解K∈R~(r×m)都可用一种算法的参数表示,其中有mr个粗壮集自由参数,m·r—n个粗壮集设计自由度. 下面给出一反例,证明这一结论不能成立. 例.给出如下一个完全可控,完全可观的系统.     

加热炉动态优化控制策略的开发

本文将以板坯加热炉离散状态空间模型为基础,研究开发加热炉的动态优化控制策略。鉴于加热炉生产过程的复杂性,作者把加热炉的控制策略分解为二部分:稳态最优化炉温设定值的求取及炉温设定值的动态补偿。稳态最优化中采用了启发式搜索方法,而动态补偿则基于前馈-反馈原理。本文所提出的启发式搜索(Heuristic Search)方法具有计算量小,收敛速度快等优点,而动态补偿又具有较强的克服加热炉复杂多变的工况扰动影响的能力。通过在工业现场的近一年的连续运行表明,该优化控制策略的性能明显优于原常规燃烧控制系统,并能降低能耗9%,减少钢坯烧损0.18%,直接经济效益达100万元/年以上。