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      制浆造纸生产线计算机模拟系统(二)


      (7)人机接口。

      <8)系统文档。

        户使用本文所述的标准化硬件基础,组态化软件环境,实现类似上述功能模块,即可构造一

      个集建模、控制、优化与仿真于一体的工业控制计算机系统环境,如图4所示。

          ·控制策略生成系统实现仿真系统的模型管理、实验管理和数据分析功能。具有以下特

      :使用块图式语言描述参数模型或实验框架;图形化交互式组态环境,生动形象;具备开放

      性,可扩展模型类型或算法;网络连接具有自校验功能,可靠性高。

          ·实时数据库管理系统和历史数据库管理系统承担仿真系统的输人输出数据管理,包括

      模型参数管理和仿真数据的管理。

          ·工业流程生成系统实现仿真数据动态点及曲线的显示。

          ·打印报表生成系统实现仿真数据的打印记录。

          .人机接口,实现友好的人机交互。

      4制浆造纸生产线计算机模拟系统的实现

          浙江大学工业控制研究所长期从事制浆造纸过程控制,已建立了包括蒸煮、蒸发、燃烧、打浆、抄造等工段的动态数学模型和静态数学模型,其中造纸机工段开发了纸机烘干部传质传热方程,网前部、铜网部、压榨部和烘干部精确的静态模型和动态模型,分别建立了中定纸、低定量纸和高定量纸纸机的整机数字模型。由这些模型构成了制浆造纸系统的模型库。

          根据制浆造纸过程的特点,研究和开发了各种高级控制算法,主要有鲁棒控制、多模型控制、模糊控制、内模控制、广义预测控制、自校正控制、鲁棒解藕控制、最优解藕控制、状态反馈解藕控制、H}解祸控制、双线性解藕控制、双线性最优控制、非线性自校正控制、容错控制和前馈补偿状态反馈控制等算法,再加上常规的PID控制等算法,构成制浆造纸系统的算法库。

          下面以高定量纸纸机控制为例,采用预测控制算法,实现制浆造纸生产线计算机模拟系

      统,并把模拟仿真结果直接用于控制现场,给出了模拟结果和现场运行曲线,说明模拟系统的有效性。

      4. 1数学模型

      根据工艺流程,高定量纸纸机系统可分为网前部、网部、压榨部和烘干部等四个子系统,各子系统的数学模型如下:将上述各子系统的模型组合起来,即可得整机模型。

      4. 2预测控制算法

      预测控制算法具有模型预测输出、滚动优化及反馈校正三个重要特征。由于算法中的预测及优化模式简化了建模,同时考虑了不定性,形成动态优化,并且便于处理纯滞后系统,适合于工业过程控制的实际要求。

      4. 2. 1预测模型

      对于纯滞后系统,假定纯滞后时间r=LTg <T,是采样时间),则系统预测模型为:

      纸浆造纸生产线计算机模拟系统,是在标准化硬件和通用化组态化软件基础上,以及浙江大学工业控制技术研究所长期从事制浆造纸过程控制所建立的各工段动态数学模型和静态数学模型基础上设计成的。由于系统的开放性,对于不同纸厂只要方便地调整数学模型,就可以控制系统仿真,具有很好的经济效益和社会效益。

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