陈香归 臧春华 苏宝玉 孔庆儒

（1.沈阳化工大学信息工程学院， 辽宁 沈阳 110142；2.沈阳华控科技发展有限公司， 辽宁 沈阳 110142）

0 引言

水泥回转窑是一个典型的热工过程，能耗高热效低，是一个多变量、多约束、强耦合、大滞后和非线性的复杂工业系统[1-2]。窑操作员想通过单一的改变某个变量对另一个工艺参数进行调节时，也会带动其他的非目标参数被影响。比如增加窑头喂煤量，烧成带温度和窑尾废气温度增加，废气含氧量降低；而增加生料喂料量时，烧成带温度、窑尾废气温度和废气含氧量都降低[3]。目前对于这种复杂性质的工艺系统，国内DCS系统大多采用多串级或PID回路的方式进行控制，但是常规PID控制仅从被控对象的单输入单输出关系实现闭环控制，不能很好的协调水泥窑系统中分解炉温度、窑头负压和篦床压力等参数之间的复杂关系[4]，需要更好的控制方法。

近60年发展起来的模型预测控制[5]技术已经在流程工业方面大范围使用并且取得了一定的成果[6]。模型预测控制技术在水泥工业的成功应用案例也有不少。由中材邦业智能技术有限公司开发的 ICE智能控制平台[7]，以模型预测控制为核心采用神经网络建模，实现对关键生产环节的优化控制，考核后该平台可提高水泥生产的平稳性，增加企业效益。张春华[8]提出了一种基于组合模型的智能控制算法，结合预测输出和优化算法实现智能自动控制。郭峰[9]提出了一种变增益模糊ARX模型建模方法，建立了回转窑系统的预测模型，利用在冀东水泥股份有限公司采集的数据进行建模和研究，验证了方法的可行性和有效性。……