基于前馈补偿球磨机系统多变量解耦PI控制.pdf

第 50卷 第 4期 石 油 化 工 自 动 化 Vol_5O，No．4 2014年 8月 AUT()MAT10N IN PETR()_CHEMICAL INDUSTRY Aug。2014 基于前馈补偿的球磨机系统多变量解耦 PI控制 薛美盛，胡岸，薛生辉，任俊超 (中国科学技术大学 自动化系，合肥 230026) 摘要：针对球磨机存在的多变量、大时滞等问题，提出了一种新型多变量前馈解耦PI控制策略。利用解耦矩阵将被控对象解 耦，再利用稳态裕量模型简化法化简复杂的模型，最后设计前馈补偿器，并确定出专门针对球磨机的PI控制器参数整定方法。 通过对球磨机模型的仿真实验表明，该策略能有效地解决输出间的耦合和大时滞问题，有较好地解耦和设定点跟踪性能。 关键词 ：球磨机 解耦 前馈补偿 比例积分 模型 中图分类号：TP273 文献标志码：A 文章编号：1007—7324(2014)04—0036—05 DiscussiononM uitivariableDecouplingPIControllerBasedonFeedofrward CompensationforBallMillSystem XueMeisheng，HU’An，XueShenghui，RenJunchao (DepartmentofAutomation，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei，230026，China) Abstract：Contraposing problemsofmultivariableand long timedelay ofballmill，anew muhivariablefeedforwardcompensationdecouplingproportionintegration(PI)controlstrategy isproposed．Feedforwardcompensatorisfinallydesignedbydecouplingcontrolledobjectswith matrixfirstand then simplifying complicated modelwith homeostasisovermeasure model reductionmethod．Theparametertuningmethod forPIcontrollerspecified forballmillis defined．Thesimulation resultthrough ballmillmodelshowscoupling andlong timedelay problemsamongoutputscanbesolvedefficientlywithstrategywithbetterdecouplingandset pointstrackingproperty． Keywords：ballmill；decoupling；feedforwardcompensation；proportion integration；model PID控制器在工业控制领域取得了广泛的应 然后，根据简化模型设计出前馈补偿环节并整定 用，一方面它使用简单、容易操作，另一方面是由于 PI参数。最后将本文提出的方法与现有方法进行 它对于绝大多数工业对象都能够提供 良好的控制 仿真对比验证有效性。 性能。当控制要求较高时，可以组合额外的控制方 1 解耦环节设计 案显著地提高控制性能 (设定点权重、前馈控制 解耦环节应该满足如下的要求 ：开环传递 等)。然而，这些方案大多都是针对单输入单输出 函数PD应该为对角形；不具有高通滤波特性；应 (S1S())系统 j。对于钢球磨煤机等一类多变量、 该尽可能少地含有动态特性和时滞环节；应该能够 大时滞的工业控制对象，要复现上述方案会比较困 满足