一种改进的球磨机系统广义预测解耦控制器

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基于粒子群优化算法的球磨机制粉系统PID-ANN解耦控制器

ｗｉｈｓｒｇｌｏｕｉｇａｉｅｄｅａｔｔｏｎｙｃｐｌｎｎｄｔｍ — ｌｙ，ａｔｅａｉｆｅａｉｓｓｇｎｉｉａｌ．ｈｅａｏｍａｉｏｒｎｄｉｓｏｐｒｔｏｎｏｔｎｖｒｅｉｆｃｎｔｙＴｕｔｔｃｃｎｔｏｌ
中图分类号：Ｔ３Ｋ２２
Ｅ
ｌ
文献标识码：Ａ
文章编号：０３ — １５（０８７１４ —０４ Biblioteka １７２０）０７３６
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ＰＩＡＮＮｅｏｐｌｎｏｒｌｅｆｂｌｍｉｌｐｕｖｒｚｎＤ— ｄｃｕｉｇｃｎｔｏｌｒｏａｌｌｌｅｉｉｇ
Ｓｉｎｅ＆ｃｅｃ．Ｔｅｈｏｏｃｎｌｇｙ，Ａｎｈｎ１４４，Ｌｉｏｉｇ，Ｃｎ）ｓａ１０４ａｎｎｈｉａ
ＡｂｔａｔＢａｌｍｉｌｃａｌｒｚｎｙｓｅｏｅｌｔｚｎａｓａｃｍｐｌｘｎｏｎｉｅｒｍｕｌｉａｉｂｌｒｅｓｓｒｃ：ｌｌｏｌｐｕｖｅｉｉｇｓｔｍｆｐｌｅｉｉｇｐｌｎｔｉｏｅｌｎａｔｖｒａｅｐｏｃｓ
维普资讯
第５卷９
第７期
化
工
学
Ｖ０１５９ＮＯ．．７
２００８年７月
ＪｕｎｌｏＣｈｍｉａＩｄｓｒａｄｏｒａｆｅｃｌｎｕｔｙｎ
Ｊｌ２０ｕｙ０８
基于粒子群优化算法的球磨机制粉系统

基于微粒群优化的球磨机单神经元自适应解耦控制系统

ｐｒｉｌｓｒａｔｅｗａｍｃ
摘要：针对具有惯性和迟延特性、多输入多输出强耦合的中储式球磨机制粉系统，设计了单神经元解耦控制器，针对神经元控制器参数确定较为困难的问题，采用了微粒群算法对
控制器参数进行寻优。仿真结果表明，通过微粒群优化后的
维普资讯
电力科学与工程
・
Ｎ０３２００６
３・０
ＥＬＥＣｒＲＩ０ＷＥＲＣＩＣＰＳＥＮＣＡＮＤＮＧＩＥＥＮＥＥＮＧＲＩ
文章编号：１７ —７２２０）３０３ —４６２０９（０６０ —０００
基于微粒群优化的球磨机单神经元自适应解耦控制系统
尚雪莲，王东风，韩璞
（．１核工业第二研究设计院电气仪控所北京１０４；．０８０２华北电力大学自动化系，河北保定０１０）７０３
ＳｍｕａｉｎｏｉｌｕａｃｕｌｎｇＣｏｔｏｙｔｍｓｄｏｉｌｔｏｆＳｎｇｅＮｅｒｌＤｅｏｐｉｎｒｌＳｓｅＢａｅｎＰａｔｃｅＳｒＯｐｉｉａｉｎｆｒＢａｌＭｉｌＳｓｅｒｉｌｗａｍｔｍｚｔｏｏｌｌｙｔｍ
的控制效果。
ｓｒ一ｔｚｔｎａｇｒｔｍｓｕｅｏｆｄｔｅｂｔｐａｔｒｗａｍ３ｉａｉｌｏｉｈｉｓｄｔｉｈｅａｍｅｅｐｍｌｏｎｓｒｆｒｔｅｎｕａｃｎｒｌｓｅ．Ｔｈｉｌｔｎｒｕｔｈｗｈｔｏｈｅｒｌｏｔ￣ｔｍｏｅｓｍｕａｉｅｌｓｏｔａｏｓｓｔｅｏｔｚｎｒｌ￣ｔｍａｏｄｐｒｒｎｅｈｐｉｅｃｔｏｅｈｓａｇｏｅｆｍａｃ．ｍｉｏｄｓｏＫｅｒｓｂｌｍｉｙｔｍ；ｓｎｌｎｕａ；ｄｃｕｌｇｃｎｒｌｙｗｏｄ：ａｌｓｓｅｌｌｉｇｅｅｒｌｅｏｐｉｔ；ｎｏｏ

球磨机磨矿回路预测控制模型的设计与实现

球磨机磨矿回路预测控制模型的设计与实现描述：球磨机是矿场磨矿过程中的主要设备，对全厂的生产能力与生产效率有很大的影响，球磨机的工作系统非常复杂，传统的球磨机控制方法很难对其起到良好的控制效果，所以对于球磨机磨矿控制问题的研究十分重要。

文章就球...摘要：球磨机是矿场磨矿过程中的主要设备，对全厂的生产能力与生产效率有很大的影响，球磨机的工作系统非常复杂，传统的球磨机控制方法很难对其起到良好的控制效果，所以对于球磨机磨矿控制问题的研究十分重要。

文章就球磨机磨矿回路预测控制模型进行了研究，提出了相应的策略建议。

目前，我国的经济发展十分迅速，对于资源的合理运用十分重要，对于我国来说，我国的矿石资源资源十分丰富，所以磨矿工业对我国来说十分重要。

球磨机是磨矿工业中的主要设备，球磨机利用钢球对矿产原料进行加工，其功能强大、性能稳定，在磨矿工业中，球磨机是最为普遍的磨矿设备，对磨矿工业的发展有着很重要的作用，所以对于球磨机的研究对于我国现阶段来说十分重要。

1 球磨机控制的难点与现状1.1 球磨机控制的难点球磨机的生产工况十分易变，球磨机是一个多变量、大惯性且大延迟的慢时变过程，如果在控制中无法处理好各个变量之间的关系，很容易造成系统的不稳定。

并且球磨机在磨矿过程中还受到矿物材料以及钢球装载量的影响，球磨机的各个变量之间的变动很大，平衡之间存在很大的差异，对于球磨机的控制影响很大。

另外无法很准确的测量球磨机的磨机负荷，最终会导致球磨机的系统控制很不稳定不准确。

1.2 球磨机过程控制的现状球磨机的生产工况比较复杂，国内外依然无法很好的做到球磨机的自动控制，现阶段国内外对于球磨机自动控制的研究十分重视，各国科研人员根据球磨机磨矿的过程，根据其特性设计了一些改进策略以及控制策略，并且相关的策略已经成功的应用到了磨矿工业中，取得了很好的效果。

主要的磨矿控制策略有一些几种：1.2.1 常规的控制策略。

（1）PID控制为我国选矿厂最初的磨矿分级回路控制方式，PID控制主要是采用单参数、单回路控制，这种控制方式是我国现今大部分矿场的磨矿分级回路控制方式；（2）在磨矿分级过程中，存在很明显的纯滞后性，Smith预估器可以很好的解决这一问题，可以很有效的使被控制对象的纯滞后得到补偿，将PID 控制与Smith控制进行很好的结合，可以对磨矿控制回路进行很有效的控制；（3）磨矿分级过程十分复杂，各个变量之间的关系很复杂，并且存在着很多耦合关联，解耦控制是多变量控制的最重要部分，可以将多变量的系统分解成多个独立的单变量回路。

一种基于 MIMO 系统的改进广义球解码算法

一种基于 MIMO 系统的改进广义球解码算法杨梅;陈阳;李满华【摘要】基于球解码算法和广义球解码算法的思想，提出了一种基于 MIMO 系统的改进的广义球解码算法：引入一个置换矩阵，利用矩阵的正交性来简化运算；根据信噪比的特性来选择初始半径；根据 Cholesky 法分解格莱姆矩阵来进行格点搜索；通过求解格的二次型的最小值来确定范围的上下界。

仿真结果表明，该算法有较强的抗多流干扰能力，在高信噪比的情况下性能有所改善，而且复杂度也相对较低。

【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》【年(卷),期】2016(013)001【总页数】5页(P7-11)【关键词】广义球解码算法;MIMO 系统;复杂度【作者】杨梅;陈阳;李满华【作者单位】安徽工程大学现代教育技术中心，安徽芜湖 241000;安徽工程大学现代教育技术中心，安徽芜湖 241000;安徽工程大学现代教育技术中心，安徽芜湖 241000【正文语种】中文【中图分类】TN929.5多输入多输出(Multiple-input Multiple-output，MIMO)系统采用多个收发天线，与传统的单输入单输出(Single-input Single-output，SISO)系统相比，MIMO系统在带来巨大信道容量的同时也产生极大的接收信号检测复杂度[1,2]。

因此，基于信号和信道的统计特征，构建相应的检测算法以抑制多流干扰(Multi-Stream Interference，MSI)就成为提高系统性能的关键技术问题。

为了解决最大似然算法[3]遍历式搜索的问题，Fincke和Pohst提出的球解码(Sphere Decoder，SD)算法[4]是将搜索的格点限制在一个合适的椭圆内，从纯数学的角度来研究最小二乘问题。

Damen等[5,6]提出的广义球解码(Generalized Sphere Decoder，GSD)算法可以解决发送天线小于接收天线的非对称空时通信结构。

球磨机混合优化前向神经网络PID解耦控制系统

ＣＨＥＮＧ — ｎＱｉｍｉｇ，ＣＨＥＮＧｎｍａ，ＷＡＮＧｉｇｍｅＹｉ— ｎＭｎ— ｉ，ＺＨＥＮＧｎＹｏｇ
（．ｌｅｅｏｅｔｉｗｅｎｔｍａｉｎ，ＳｈａｇｈｉＵｎｖｒｉｙｏ１ＣｏｌｇｆＥｌｃｒｃＰｏｒａｄＡｕｏｔｏｎａｉｅｓｔｆＥｌｃｒｃＰｏｒ，Ｓｈａｈａ００９ｅｔｉｗｅｎｇｉ２００，Ｃｈｉａ；ｎ２ｈａｇｈｉＨｕｗｅｃｎｏｏｅ．，Ｌｔ．ＳｎａａｉＴｅｈｌｇｉｓＣｏｄ．，Ｓｈｎｇｉ２０４ａｈａ０００，Ｃｈｉａｎ）
ａｇｉｈｍｓｆｒｄｅｏｕｐｉｏｒｙｔｍｆｈａｌｍｉｓｐｒｏｅ．Ｉｈｉｏｒｌｒｈｅｃｌｏｒｔｏｃｌｎｇｃｎｔｏｌｓｓｅｏｌｌｉｏｐｓｄｎｔｓｃｎｔｏｌｅ，ｔｏｎｔｏａｒｍｅｅｓｏｆｌｒｌｐａｔｒ
ｃｎｅｆｃｉｌｏｖｈｅｔｍｅ— ｖｒｉｏｂｅａｄｔｏｕｉｇｐｏｂｌｍｆｂａｌｍｉ１ａｆｅｔｖｅｙｓｌｅｔｉａｙｎｇｐｒｌｍｎｈｅｃｐｌｎｒｅｏｌｌ．
中图分类号：２３５ＴＰ７．文献标志码：Ａ文章编号：０３８３（００００４０１０ — ９０２１）２０５６
ＦｅｄｆｒｒｕａｔｒＤｃｕｌｎｎｒｌＳｓｅｅ－ｏｗａｄＮｅｒｌＮｅｗｏｋＰＩＤｅｏｐｉｇＣｏｔｏｙｔｍＢａｅｎＨｙｒｄＯｐｔｍｉａｉｎＡｌｏｉｈｏｌＭｉｌｓｄｏｂｉｉｚｔｏｇｒｔｍｆｒＢａｌｌ

P-隐式广义预测控制在球磨机制粉系统中的应用

ｙ（ｋ）、 —— 输出值、设定值；
耦，实现磨煤机制粉系统的动态间接解耦预测控制。在此基础上设计了基于输入输出的比例调节器，实时调整实际输出值与设定值间的偏差，增强
了系统的跟踪性能。１Ｐ一隐式ＧＰＣ算法原理
使设定值与实际值的偏差实时改变，增强了系统的跟踪性能。将该算法应用到球磨机帝】粉系统取得了
良好的控制效果。
关键词球磨机制粉系统比例调节器隐式广义预测解耦控制
其中Ａ（）、Ｂ（）和Ｃ（ｚ）分别是ｎ、ｍ
和ｎ阶的ｚ的多项式，Ａ＝１一～；ｙ（ｋ）、（ｋ）和
收稿日期：２０１３－０４ — １２（修改稿）
基金项目：国家重点基础研究计划（ “９７３” ）项目
ＪＩ，ｌ
（２）
式中
ｍ—— 控制长度，ｍ≤ｎ；ｎ—— 最大预测长度；Ａ—— 大于零的控制加权系数。
控制算法推广到多变量系统，关于复杂多变量系
统的预测控制算法研究引起了广泛关注。文献［３，４］针对一些模型不确定、非线性复杂系统的控制，改进了预测控制策略，为模型不确定系统的预测控制提供了新的思路。笔者通过隐式ＧＰＣ算法将球磨机制粉系统各回路间耦合的影响看作前馈输入量，通过将目

球磨机单神经元自适应PID解耦控制系统仿真

２上海大学机电工程与自动化学院，．上海２０７）００２摘要：针对球磨机制粉系统的多变量、强耦合、非线性和时变性等特点，提出了球磨机自适应神经元ＰＤ解Ｉ
耦的控制方法．将静态解耦逆矩阵与球磨机对象串接，以解除球磨机多变量之问的耦合，再采用两个单神经元自适应ＰＤ控制器对解耦后的两变量对象进行闭环控制．Ｉ仿真结果表明，该控制法相比常规的ＰＤ解耦控制Ｉ
Ｓｐ．２０ｅ０８
文章编号：１０４２（０８０００００６— ７９２０）３— ２７— ４
球磨机单神经元自适应ＰＤ解耦控制系统仿真Ｉ
程启明郑，勇，晓潘伟锋杨，
２０９０００
（．１上海电力学院电力与自动化工程，上海
ｏｉｇｅＮｅｒｎＡｄｐｉｅＰＩｆｒＢａｌＭｉｆＳｎｌｕｏａｔｖＤｏｌｌｌ
ＣＮｉｎＺＥＧＹｎ，ＡＧＸａ２ＰＮＷｅ— ｎＨＥＧＱ．ｇ，ＨＮｏｇＹＮｉ，Ａｉｅｇｍｉｏｆ
ｓｒｌｏｎｃｄｔｂｌｍｉｂｅｔｏｅｏｐｉｇｔｅｏｓｇｅｎｕｏｄｐｉｅＩｏｔｌｒｅａｌｃｎｅｔａｌｏｊｃｆｄｃｕｌ，ｎｔｉｌｅｒｎａａｔＤｃｎｒｌｓｉｙｅｏｌｒｎｈｗｎｖＰｏｅａｅｕｅｏｔｌｗａｉｌｓｆｅｏｐｅｂｅｔｎｃｓｄｌｐｈｏｐｔｍｌｉｓｌｒｓｄｔｃｎｒｏｖｒｂｅｃｕｌｏｊｃｉｌｅｏ．Ｔｅｃｍｕｅｓｕａｏｒｕｔｏｏｔａｏｄｄｏｏｒｉｔｎｅｓ

一种改进的球磨机系统广义预测解耦控制器

一种改进的球磨机系统广义预测解耦控制器薛美盛;任俊超【摘要】针对球磨机系统具有多变量、强耦合、大惯性、大滞后、多扰动的特点.设计了一种适用于球磨机系统的前馈解耦内模控制器,以完成各控制回路之间的解耦;再对解耦后的各控制回路应用阶梯式广义预测控制,即可得到改进的球磨机系统广义预测解耦控制器.仿真实验和实际运行效果均表明引入内模结构提高了系统的鲁棒稳定性和抑制扰动能力,采用此控制器可以改善球磨机系统的控制品质.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2015(051)004【总页数】5页(P34-38)【关键词】球磨机系统;前馈解耦;内模控制;阶梯式广义预测控制【作者】薛美盛;任俊超【作者单位】中国科学技术大学自动化系,合肥230026;中国科学技术大学自动化系,合肥230026【正文语种】中文【中图分类】TP273由于钢球磨煤机的大惯性、大滞后、强耦合和多扰动特性，采用单回路控制策略时难以获得良好的控制品质［1］。

为了实现控制回路之间的解耦，文献［2－3］提出了动态解耦、模糊规则解耦、神经网络解耦等方法，但都由于算法复杂而仅限于仿真研究，实际工程中难以应用。

而前馈解耦的结构简单且易于实现，同时考虑到将内模控制结构引入解耦控制中能够抑制扰动并增强系统的鲁棒稳定性［4－8］，所以笔者尝试将内模结构应用于前馈解耦控制中，从而得到一种前馈解耦内模控制器，仿真结果表明其解耦效果良好。

再对解耦后的各回路应用阶梯式广义预测控制器［9］，仿真结果和实际运行效果均表明此时球磨机系统的控制效果良好。

1 球磨机系统的模型和特性球磨机系统是一个多变量、强耦合、大惯性、大滞后、多扰动的复杂时变系统。

将各个控制回路的传递函数简化成一阶惯性纯滞后（FOPDT）的形式，并通过辨识可得某热电厂球磨机系统归一化之后的传递函数模型为记球磨机系统的静态增益矩阵为G（0），则系统的相对增益矩阵（RGA）的计算公式为Λ＝G（0）·［G（0）－1］T。

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薛美盛，任俊超
（中国科学技术大学自动化系，合肥２３００２６）
摘要：针对球磨机系统具有多变量、强耦合、大惯性、大滞后、多扰动的特点。设计了一种适完成各控制回路之间的解耦；再对解耦后的各控制回路应用阶梯式广义预测控制，即可得到改进的球磨机系统广义
ｂａｌｌｍｉｌｌｓｙｓｔｅｍｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｌｌｍｉｌｌｓｙｓｔｅｍ；ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ；ｉｎｔｅｒｎａｌｍｏｄｅｌｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｔｅｐｐｅｄｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｏｏｐｓ．Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆｂａｌｌｍｉｌｌｓｙｓｔｅｍｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｓｔｅｐｐｅｄｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｔｏｃｏｎｔｒｏｌｅａｃｈｄｅｃｏｕｐｌｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｏｏｐ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓｙｓｔｅｍ’ Ｓｒｏｂｕｓｔｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃａｐａｂｉｌｉｔｙｔｏ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｈｅｆｅｉ，２３Ｏ０２６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔｓ：Ａｉｍｉｎｇａｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｕｌｔｉ — ｖａｒｉａｂｌｅ，ｓｔｒｏｎｇ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ，ｌａｒｇｅ－ｉｎｅｒｔｉａ１，ｌａｒｇｅ－
ＡｎＩｍｐｒｏｖｅｄＤｅｃｏｕｐｌｉｎｇＧｅｎｅｒａｌｉｚｄｅＰｒｄｉｅｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆＢａｌｌＭｉｌｌＳｙｓｔｅｍ
ＸｕｅＭｅｉｓｈｅｎｇ，ＲｅｎＪｕｎｃｈａｏ
ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｂａｌｌｍｉｌｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｍｏｎｇｖａｒｉｏｕｓ
ｄｅｌａｙａｎｄｍｕｌｔｉ — ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｆｏｒｂａｌｌｍｉｌｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｅｗｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｉｎｔｅｒｎａｌｍｏｄｅｌ
ｉｎｈｉｂｉｔｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｉｍｐｌａｎｔｉｎｇｉｎｔｅｒｎａｌｍｏｄｅ１ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｃｏｎｔｒｏｌｑｕａｌｉｔｙｏｆ
第５１卷
第４期
石
油
化
工
自
动
化
Ｖｏ１．５１，Ｎｏ．４
Ａｕｇｕｓｔ，２０１５
２０１５年８月
ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯ－ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ
一
种改进的球磨机系统广义预测解耦控制器
预测解耦控制器。仿真实验和实际运行效果均表明引入内模结构提高了系统的鲁棒稳定性和抑制扰动能力，采用此控制器可以改善球磨机系统的控制品质。
关键词：球磨机系统前馈解耦
内模控制阶梯式广义预测控制
中图分类号：ＴＰ２７３
文献标志码：Ａ
文章编号：１００７ — ７３２４（２０１５）０４ — ００３４ — ０５