[发明专利]马弗炉温度复合控制方法及设备

说明书

本发明提供了一种马弗炉温度复合控制方法及设备。所述方法包括：步骤1：设置系统初始参数；步骤2：构造改进型广义预测控制的预测模型；步骤3：系统当前预测模型和温度输出y(k)通过在线校正环节构造下一时刻预测输出ysubgt;m/subgt;(k+j)；步骤4：参考轨迹ysubgt;r/subgt;(k)和预测输出ysubgt;m/subgt;(k+j)通过滚动优化环节构造控制输入u(k)；步骤5：扰动观测器观测系统集总扰动，并计算扰动估计值步骤6：改进型广义预测控制的控制输入经过扰动观测器前馈补偿，得到实际控制输入usubgt;0/subgt;(k)；步骤7：usubgt;0/subgt;(k)作用于马弗炉系统，得到实际温度输出y(k)；步骤8：返回步骤2，循环操作。本发明提高了马弗炉温度控制系统的抗干扰能力，以及系统控制精度和鲁棒性。

技术领域

本发明实施例涉及马弗炉温度控制技术领域，尤其涉及一种马弗炉温度复合控制方法及设备。

背景技术

马弗炉作为一种加热电炉，广泛应用于化工、机械、煤炭、材料等领域的热加工和化学分析方面。随着工业和控制技术发展，对马弗炉温度控制精度和稳定性要求也越来越高，但马弗炉温度控制系统具有惯性、时滞、扰动和参数时变等特点，这会影响马弗炉温度控制系统的稳定性，严重影响使用，因此提高马弗炉温度控制系统稳定性十分必要。马弗炉温度控制系统传统控制方法一般采用PID控制，因其结构简单被广泛应用，但是PID控制方法，易受系统滞后和扰动影响，使其调节时间较长，难以达到精确和稳定的温度控制效果。因此，开发一种马弗炉温度复合控制方法及设备，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种马弗炉温度复合控制方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种马弗炉温度复合控制方法，包括：步骤1：设置系统初始参数；步骤2：构造改进型广义预测控制的预测模型；步骤3：系统当前时刻预测模型和温度输出y(k)通过在线校正环节构造下一时刻预测输出y_m(k+j)；步骤4：参考轨迹y_r(k)和预测输出y_m(k+j)通过滚动优化环节构造控制输入u(k)；步骤5：扰动观测器观测系统集总扰动，并计算扰动估计值步骤6：改进型广义预测控制的控制输入u(k)经过扰动观测器前馈补偿得到实际控制输入u₀(k)；步骤7：u₀(k)作用于马弗炉系统，得到实际温度输出y(k)；步骤8：返回步骤2，循环操作。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的马弗炉温度复合控制方法，扰动观测器设计部分包括如下4个步骤：步骤D1：将马弗炉系统的实时温度输出y(s)和实际控制输入u₀(s)输入给扰动观测器DOB；步骤D2：通过名义模型G_n^-1(s)、Q(s)构造扰动估计值步骤D3：反馈到前向通道，进行补偿，得到系统实际控制输入u₀(s)；步骤D4：返回步骤D1，通过循环操作，消除系统受到的集总扰动。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的马弗炉温度复合控制方法，改进型广义预测控制设计部分包括如下6个步骤：步骤G1：设置系统初始参数P(0)，柔化系数α，遗忘因子λ，预测长度的开始时刻N₁，预测长度的结束时刻N₂，预测长度N，控制加权矩阵Γ；步骤G2：计算当前时刻实际输出y(k)和参考轨迹y_r(k+j)；步骤G3：根据最新的输入输出，得到系统参数A(z^-1)、B(z^-1)；步骤G4：构造控制矩阵G；步骤G5：计算当前时刻控制u(k)，并作用于马弗炉系统；步骤G6：返回步骤G2，继续循环操作。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的马弗炉温度复合控制方法，所述扰动观测器DOB，包括：