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随着造纸工业的发展,造纸机车速不断提高,幅宽不断增大,同时用户对纸张质量要求越来越高以及生产厂家为了对成本的控制,配备单纯的纵向控制已经不能保证纸机产品的质量。表征纸张产品的基本指标有张纸定量、纸张水分和张纸厚度。其中,纸张定量是纸张产品质量的三个基本指标中最重要物理量。纸张定量控制分为纵向控制和横向控制,而单纯的纵向定量控制不能满足产品质量要求。纸机增设横幅定量控制系统是必然趋势,先进的横幅定量控制系统才能够更好地保证高速、门幅宽纸机的产品质量。本文在“BQCS-I型板纸生产线质量控制系统,科技型中小企业创新基金项目(批号:10C26216103241)”资助下完成的,主要研究内容及成果包括以下几个方面:(1)提出横幅定量控制难点及主要问题。综述了纸机横幅定量控制技术的产生及国内外的发展,分析了唇板开度调节法和局部浓度调节法调节机理及优缺点,提出开发稀释水横幅定量过程控制系统所需要解决的几个主要问题及控制难点。(2)研究横幅定量信号采集及去噪问题。针对不同厂家的横向定量系统和纵向定量系统所采用的通讯方式也不同,本文采用OPC通讯方式从纵向定量水分控制系统采集横幅定量信号。采集到的信号主要包括实际的横幅定量信号和随机干扰信号,为了克服随机干扰信号造成误调节。针对这一问题,基于小波分析原理,提出了一种新的自寻优阈值函数,对采集到的信号进行消噪。通过仿真验证了自寻优阈值方法去噪效果优于Donoho经典的软、硬阈值方法,信噪比相对于软、硬值方法分别高0.2577和6.0834,均方根偏差也分别减小了0.0048和0.1263。(3)研究横幅定量控制器的设计。由于横幅定量过程是造纸过程最为复杂的控制过程,对消噪后信号采用传统的PID控制不能达到用户要求的控制效果。而模糊控制技术具有较良好的动态性能,不需要建立精确的对象数学模型,特别适合处理难以建立精确数学模型的多变量、时变及非线性等不确定系统的优点。本文基于模糊控制技术,提出了一种在线自整定模糊PID控制算法,该方法采用模糊推理的方法在线实现对PID参数自动整定,并对横幅定量在线自整定模糊PID控制算法做了仿真研究。仿真研究结果表明在线自整定模糊PID控制器控制效果优于常规的PID控制。(4)研究了横幅定量控制系统工程实现的具体方法。针对定量检测点与控制点精确定位,给出了横幅定量系统是通过调用西门子软件中的系统功能块来实现精确定位,并且给出了横幅定量控制系统通过OPC协议从定量水分控制系统获取横幅定量数据的实现方法;针对控制算法部分,给出了由上位机安装的WINCC中的全局C脚本来实现模糊推理在线自动整定下位机PID控制算法的参数,通过上位机和下位机共同实现横幅定量控制系统。将本横幅定量控制系统成功应用到某造纸厂,实际应用表明横幅定量控制效果改善了50%以上,进一步说明了该实现方法的有效性。