李红利 李献民

(天津工业大学电气工程与自动化学院)

基于DMC-PID控制的催化剂温控系统设计

李红利 李献民

(天津工业大学电气工程与自动化学院)

通过对动态矩阵控制(DMC)算法和传统PID控制的分析，提出一个基于DMC-PID串级控制的催化剂温控系统。仿真结果表明：DMC-PID控制效果优于PID-PID控制；电流副回路采用PID控制，能够快速有效调节电流进而控制燃烧炉内温度；温度主回路采用DMC控制，克服了传统温控系统存在的超调量大、时延及滞后性等问题，避免了多种不可测扰动的影响。

催化剂温控系统 DMC-PID串级控制 仿真分析 Matlab

湿焙回转炉催化剂温控系统通过调节电加热器电流来控制燃烧室温度。温控过程热惯性大、耦合性强，电流易受周围电磁场干扰，导致系统很难建立准确的数学模型。传统的催化剂温控系统采用PID单回路控制，存在超调量大、稳定时间长、时延大及滞后大等问题[1]。

动态矩阵控制(Dynamic Matrix Control,DMC)虽然能够预测被控模型，但其采样周期大、抗干扰能力差。因此，笔者将DMC与PID结合，设计了一个基于DMC-PID串级控制的催化剂温控系统，针对不同被控对象予以分级处理，通过过程数据和变化趋势预测控制器输出。

1 工艺过程与方案分析

以湿焙回转炉催化剂温度为被控变量，现场工艺如图1所示。除尘器吹扫物料完毕后，通过下料阀送到给料机，引风机控制压力阀调节尾气压力。调节电加热器参数控制回转炉温度，物料在回转炉中循环加热。当出料温度过高时，经由冷却水回路降温；……