水泥工业作为基础性原材料的支柱产业,在国家经济建设中具有举足轻重的地位。水泥联合粉磨是水泥生产关键环节之一,决定了水泥的质量与产量。由于水泥联合粉磨系统的高耗低效特点,其节能降耗至关重要。水泥联合粉磨是由稳流仓、辊压机、选粉机、磨机、循环风机等主要设备组成的复杂系统,具有强耦合、大滞后、非线性等特性,其生产过程具有工艺参数波动范围大、工况多变、难以操作等特点,所以对其进行平稳高效控制具有重要意义。本文在联合粉磨系统的工况模板划分、模型建立与控制器设计方面进行了深入研究,主要内容如下:(1)针对水泥联合粉磨系统,划分其关键参数工况模板。依据联合粉磨工艺机理和现场优秀操作人员工作经验,结合某水泥生产线实际运行数据,分析得出稳流仓料位和磨机电流两个关键参数的主要影响因素,绘制三维曲线,明确各参变量间的相互影响关系,得到了合理的工况模板,为建立基于典型工况的模型和对其进行精确控制奠定基础。(2)根据(1)中所建立的工况模板,以辊压机预粉磨环节为例,选取喂料量、前选粉机转速及循环风机转速作为建模所需输入变量,稳流仓料位作为输出变量。采集现场数据后进行滚动滤波得到建模样本数据,选择合适的方法分工况建立稳流仓料位工况模型。针对典型工况1和典型工况4,采用最小二乘支持向量机(LS_SVM)进行了建模;针对典型工况2和工况3,采用回归分析方法进行了建模;通过隶属度函数将各子模型组合得到最终模型。随机选取涵盖全部工况的数据进行仿真验证,仿真结果显示了所建模型精度高,为实现稳流仓料位的稳定控制提供依据。(3)针对带有非线性的稳流仓料位控制问题,给出一种基于模型的广义预测控制方法,设计了基于受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA)的广义预测器。基于(2)中所建立的模型,工况2和工况3呈现线性化,可以直接利用CARIMA模型建立广义预测器;工况1和工况4呈现非线性化,但系统运行的工作范围不大,其在平衡点附近非线性较弱,可将模型在每个采样时刻离线得到被控系统的线性化模型,利用线性预测模型得到较精确的拟合效果,再根据CARIMA模型建立广义预测器。MATLAB仿真结果表明,广义预测控制相比于PID控制,控制精度更高,稳定性更好。