預(yù)測(cè)函數(shù)控制在陶瓷燒成窯爐溫度控制中的應(yīng)用

侯寧　費(fèi)樹岷

摘要 本文從釉上彩藝術(shù)在現(xiàn)代生活空間的布置方式和應(yīng)用于現(xiàn)代生活空間的特點(diǎn)以及如何更好地應(yīng)用于現(xiàn)代生活空間這三個(gè)方面分析釉上彩藝術(shù)在現(xiàn)代生活空間的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 釉上彩 裝飾 現(xiàn)代生活空間

陶瓷燒成窯爐是陶瓷生產(chǎn)過程最主要的設(shè)備，是生產(chǎn)過程的“心臟”，對(duì)提高陶瓷生產(chǎn)工藝的品質(zhì)起著決定性的作用。但是由于陶瓷燒成窯爐模型為大純滯后的特征，并且控制關(guān)系具有非線性，系統(tǒng)被控制指標(biāo)（如溫度，氣氛，壓力）之間為較強(qiáng)耦合，又表現(xiàn)為不確定性，普通的控制策略很難對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效控制目的。為此一些針對(duì)陶瓷燒成窯爐控制策略被提出，提出變結(jié)構(gòu)溫度控制方法，即通過模糊控制和時(shí)間比例分割相結(jié)合應(yīng)用于陶瓷燒成窯爐中，并證明控制方法是有效的；將智能控制與PID控制技術(shù)相融合，通過整合兩種控制思想形成了模糊PID窯爐控制器的設(shè)計(jì)方法，對(duì)窯爐各工作區(qū)的溫度的調(diào)節(jié)是可行的；通過模糊控制和預(yù)測(cè)控制二種策略的結(jié)合，控制陶瓷燒成溫度，在精度和快速性方面得到較好的效果。通過RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立對(duì)陶瓷窯爐溫度特性進(jìn)行建模，解決了用普通控制算法建立非線性對(duì)象精確模型的問題，并結(jié)合動(dòng)態(tài)矩陣實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度變化的跟蹤控制；將窯爐內(nèi)的溫度偏差及偏差變化率通過智能邏輯控制器得到控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)陶瓷燒成溫度的智能控制。

預(yù)測(cè)函數(shù)控制（Predictive Functional Control，簡(jiǎn)稱PFC）是第三代模型預(yù)測(cè)控制算法，由Richalet與Kuntze等人于1986年提出，廣泛應(yīng)用于機(jī)器人跟蹤、雷達(dá)跟蹤、熱焓控制等領(lǐng)域。該方法的特點(diǎn)是在控制量的結(jié)構(gòu)中加入了基函數(shù)的內(nèi)容，基函數(shù)的形式以及數(shù)量可以根據(jù)控制過程預(yù)先選定，控制量的解析解為與基函數(shù)相關(guān)的線性疊加，各基函數(shù)作用系統(tǒng)形成的強(qiáng)迫響應(yīng)為線性組合結(jié)構(gòu)，通過目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化得到線性系數(shù)。預(yù)測(cè)函數(shù)控制的優(yōu)點(diǎn)為控制輸入結(jié)構(gòu)清晰、跟蹤誤差小、優(yōu)化過程簡(jiǎn)單等。本文提出的一種陶瓷燒成溫度預(yù)測(cè)函數(shù)控制器相比PID方法具有良好的控制品質(zhì)，并對(duì)干擾有較強(qiáng)的抑制能力。

一、陶瓷燒成窯爐數(shù)學(xué)模型

為了獲得陶瓷燒成窯爐數(shù)學(xué)模型，可以從數(shù)學(xué)途徑，即分析其工藝過程，寫出有關(guān)的數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式，然后推導(dǎo)出被控對(duì)象的模型。作為具有代表性的生產(chǎn)過程，陶瓷燒成窯爐模型可表示為以下常見工業(yè)過程：