焦炉鼓冷系统是由集气管总管、初冷器、大循环和鼓风机等装置组成,是整个炼焦生产过程中极其重要的组成部分,由于焦炉鼓冷系统具有工况复杂多变、强耦合、非线性等特点,很难建立精确的数学模型,其控制性能的好坏直接影响着焦炭的产量和质量,也将直接关系到着整个粗煤气系统的平稳传输。因此焦炉鼓冷系统先进控制器的设计对理论和现实具有非常重要的意义。本课题来源于内蒙古美方煤焦化厂的焦炉鼓冷系统的项目改造。在对现场的工艺生产过程及焦炉鼓冷控制系统的状态特性研究后,根据焦炉煤气发生量的大小将鼓冷控制系统分为三种不同的工况(检修保温、正常生产和推焦加煤)。在这三种工况下运行时,集气管压力波动幅度较大,系统有时甚至会产生振荡且运行很不稳定,很难达到预期的控制效果。为此,本文基于焦炉鼓冷系统模型分段辨识,通过对不同模型设计不同的GPC控制器并实现控制器之间的无扰切换,即根据三种工况对应的控制器对焦炉鼓冷系统进行稳定控制。仿真及实际运行结果表明,在三种不同的工况条件下,控制系统在模型变化时可及时调整控制器及控制器的参数,系统输出跟踪迅速且超调量较小,不但提高了系统的控制精度,而且也提高了系统对复杂工况的适应性和鲁棒性,可保证焦炉鼓冷系统在这三种工况条件下稳定运行且集气管压力稳定在工艺要求的(120±20)Pa范围内。系统投运以后,经过长期的观察取得了较好的控制效果,具有很好的实际应用价值。