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《浙江大学》 2001年
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打浆过程的建模与先进控制研究

张政江  
【摘要】: 打浆是制浆造纸生产的重要环节。为了得到满足生产要求的成浆质量,有必要对打浆过程实现自动控制。本文以大型造纸厂的打浆过程为工业背景,运用打浆机理理论和推断控制、预测控制等先进控制技术,深入研究了打浆过程的建模和控制问题。研究领域包括打浆过程的机理建模、基于遗传编程的打浆过程建模、预测控制、预测推断控制等。 本文主要研究内容: 1.在系统综述了打浆过程机理模型和打浆过程实时控制研究现状的基础上,指出了开发打浆过程计算机控制系统所需解决的几个主要问题。 2.研究了高浓打浆过程的建模问题,提出了基于比边缘负荷理论(Specific Edge Load Theory,简称SEL理论)的高浓打浆过程动态数学模型及成浆质量预报模型。即,建立了以原浆流量、白水流量、盘磨机功率为输入变量,比能量、比负荷、浓缩机浆位为输出变量的动态模型,以及基于比能量、比负荷的成浆质量预报模型。模型为实现打浆过程的控制提供了重要的理论基础。 3.分析、讨论了遗传编程(GP)算法,利用适应度激励方法改善了遗传编程算法的进化速度,并运用遗传编程算法建立了低浓打浆过程的比能量、比负荷动态数学模型。 4.将预测控制与推断控制相结合,研究了单变量、多变量串联对象的预测推断控制。利用可测变量的实测值与预测值的差值对不可测变量估计值进行修正,构成不可测变量的预测推断控制。针对打浆过程的应用结果表明了该算法在打浆过程控制中的有效性。 5.针对高浓打浆过程中浓缩机浆位控制的问题,研究了非自衡对象的预测控制算法,开发了非自衡对象的动态矩阵控制及前馈预测控制。 6.研究了高浓打浆过程计算机控制系统具体实施中的关键技术。作为工业化的计算机控制系统,其高度可靠性和良好的人机界面至关重要,为此本文对该系统的软硬件作了尽量完善的组态。为了得到稳定的成浆质量,采用基于软 浙江大学博士学位论文 口 测量模型,适当调节浓缩机浆位、出口浓度、盘磨机功率的策略,实现了打浆 度、湿重的稳定控制。为了保证生产过程安全、正常运行,设计并实施了高浓 打浆过程的顺序控制与联锁保护。 最后,作者在总结全文工作的基础上,指出了若干有待进一步深入研究的 问题。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP29

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