一种带有反馈滤波器的自整定Smith预估器设计及其在纸张横幅定量控制中的应用

针对纸张横幅定量控制所存在的强耦合及大时滞特性,本研究提出了一种Smith预估器加模糊自整定PID复合控制策略。采用“区域化点”法并引入前置矩阵对非方系统进行降维,然后取降维后系统关联矩阵的逆矩阵作为解耦器,将系统转变为与稀释水阀数量一致的多个单回路。针对稀释水流浆箱的横幅定量控制系统大时滞特性,设计一种带有反馈滤波器的自整定Smith预估器控制方案,其主控制器采用模糊自整定(Fuzzy-PID)控制器。反馈环滤波器的存在使其可在模型失配情况下降低系统对模型失配误差的敏感度,进一步增强系统鲁棒性。仿真实验结合现场实际应用案例证明,该方案具有可行性和有效性,并且可将横幅定量差指标控制在2%以内。

一种基于ELMAN神经网络的纸张横幅定量在线解耦方法

针对纸张横幅定量控制所存在的非方、高维强耦合特性,本研究提出了一种基于ELMAN神经网络的多变量解耦策略。具体思路如下:首先引入前置变换因子矩阵对系统进行降维化方,然后针对化方后的系统,将ELMAN神经网络和前馈解耦相结合设计解耦结构,并在此基础上引入参考模型,根据参考模型输出与系统输出之间的差值在线调整网络参数,对系统耦合进行实时补偿以实现系统的在线解耦。通过上述工作将非方高维控制问题转化为单回路群控制问题,大大降低了多输入多输出高维系统控制难度。仿真实验及现场实际应用证明了本研究所提方案的可行性和有效性,定量控制精度提升了42%,并将横幅定量偏差减小到1.88%。

纸张横幅定量模糊控制器

纸张横幅定量是复杂的多变量非线性系统,具有强耦合、大时滞和不确定因素。为此,设计纸张横幅定量模糊控制器,并对其进行跟踪特性和抗干扰特性的仿真研究。仿真结果表明,横幅定量的平均值为54.599g,波动范围在-0.791～0.739g。

稀释水横幅定量控制中浆流浓度变化特性的研究

稀释水横幅定量调节是在流浆箱横向定量变化处,加水使局部浆流浓度变化而校正定量。分析稀释水加入后,浆流中浓度的分布规律,从数值模拟中探索纸浆浓度的数学模型,有益于稀释水调节系统的设计,进而对横幅定量控制提供数学依据。为此,本文基于稀释水横幅定量控制展开理论研究,对前人数值仿真模拟的结果进行分析,建立纸浆中含水量的数学模型,借助含水量与纸浆浓度的相互联系,推出纸浆浓度的变化曲线,对曲线进行数学模拟,从而建立稀释水流浆箱浓度稀释数学模型。对比唇板调节过程中调节曲线,探讨了逆向响应特性,通过模型参数的调节,保障单个稀释水阀加入的稀释水的影响尽量在可控范围内,以提高横幅定量的调节精度。