磨煤系统的实用型预测控制算法及应用

作     者：张国民 李强 李天义 杨建明 李林 张登峰 

作者机构：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油分公司 南京工业大学智能制造研究院 中控技术股份有限公司 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2024年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(62333010) 国家重点研发计划项目(2020YFB1711203) 

主　　题：磨煤系统 先进控制 模型预测控制技术 LP问题 软约束 

摘      要：磨煤系统作为煤气化技术的重要组成部分，是典型的多变量、强耦合、复杂非线性系统，应用传统集散控制和PID控制难以达到期望的控制效果。针对磨煤过程参量信号波动大、I/O变量约束多、控制时效性强、能耗要求高等特点，提出了一种实用型模型预测控制算法，将常规MPC算法的二次型最优化目标函数转换为加权线性函数提高在线优化计算效率，加入操作量输入速率约束和软约束因子减小信号波动、降低系统能耗，保证在线控制的连续性和APC性能要求。MATLAB仿真实验验证了实用型算法的可行性。实际工程应用表明，该算法降低磨煤装置单位能耗达11.7%，稳态运行时的主要APC指标优于传统控制策略，具有良好的可行性与实用性。