基于NMPC的铝电解槽氧化铝浓度控制方法研究

作者：阎群; 刘波; 路辉^*; 崔家瑞; 黄若愚; 王义轩; 李擎; 曹斌

来源：轻金属, 2022, (08): 21-32.

DOI：10.13662/j.cnki.qjs.2022.08.005

• 铝电解
• 氧化铝浓度
• 下料控制
• 非线性子空间辨识
• 非线性模型预测控制

针对铝电解槽中氧化铝浓度无法实时测量、传统控制方法过分依赖专家经验且难以精准控制的问题，提出了基于非线性模型预测控制方法(Nonlinear model predictive control, NMPC)的氧化铝浓度精确控制策略。首先，通过铝电解生产机理分析，确定了NMPC内部模型(简称内模)的输入输出变量；其次，采用基于最小二乘支持向量机的非线性Hammerstein系统子空间辨识方法，建立了数据驱动的氧化铝浓度控制的状态空间模型，同时，为了降低模型计算的复杂度，用多项式拟合模型中表示非线性特性的核函数；再次，根据拟合多项式的反函数，设计了非线性控制系统结构和性能指标函数。最后，基于某铝厂实际生产数据验证了所提控制方法的有效性和正确性。

• 单位
  北京科技大学; 自动化学院; 贵阳铝镁设计研究院有限公司