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申请/专利权人：红塔烟草(集团)有限责任公司

摘要：本发明公开了一种基于机理预测模型的制丝加水量智能控制方法与系统，属于智能控制领域，特别涉及卷烟制丝松散回潮工序和润叶加料工序的加水量预测前馈控制，用于出口水分的提前预测和加水量优化控制。本发明根据物料平衡建立了机理模型，还将机理模型延括至料头阶段，使之能够适配料头水分控制，为解决料中初期时加水量计算值不准确问题提供了有效的助力，实现制丝加水量全过程预测控制，最终保障出口水分稳定，有效降低出口水分标准偏差，解决了控制效果不理想、料头缺乏合适控制办法来保障出口水分的问题。

主权项：1.一种基于机理预测模型的制丝加水量智能控制方法，包括以下步骤：步骤1：获取松散回潮或润叶加料过程各变量的相关数据；步骤2：对生产过程工况进行切分，并根据当前出口水分追溯到相应输入变量各自对应时刻的测量值，之后采用卡尔曼滤波器对入口水分进行滤波；步骤3：根据进入滚筒水分等于出滚筒水分、进入滚筒干物质的量等于出滚筒干物质的量，即水分与烟叶的质量是守恒的，以此建立机理模型；步骤4：基于机理模型进行变换，采用滑动平均的方式在线更新模型参数，进而构建料中出口水分预测模型，并将模型扩展至料头阶段，针对每个牌号，使用各自的历史数据分别离线估算出一个默认的模型参数，在料头使用所述模型参数进行预测；步骤:5：根据出口水分预测模型，建立加水量计算算法，实现加水量预测控制；所述的步骤4中，对可测变量进行滑动平均处理再计算中间变量的方式在线更新对A的估计，在当前时刻对A的估计值的数学表达式为： 其中，A为所述模型参数，k为当前时刻，k＝inttTs，Ts为控制算法程序采样周期，kd,u，kd,datm以及kd,λi分别为对应变量的时延离散化后的值，计算方式同k；为kd,u个时延后一定长度的滑动窗口内的加水量平均值，为一定长度的滑动窗口内的出口水分流量，为kd,λi个延时后一定长度的滑动窗口内的入口水分流量，数学表达式为： 其中，Nu为滑动窗口的长度,和的计算方式与的计算方式相同，且在计算时需遵循先对可测变量进行滑动平均处理再进行计算，间接测量量延迟由直接测量中的最小延迟决定；计算出口物料水分的预测值时，必须要以控制变量，即加水量u的时间戳作为基准时间戳，这样便需要在估计时对于各变量的时延作相应的调整：其相对大小不变，仅时间戳需作位移，对应时间戳为：入口物料流量Qmi为入口物料水分λi为加水量u为t；出口物料水分λo为t+td,u；在料中阶段出口水分预测值数学表达式为： 其中， 料头阶段不再使用实时估计的针对每个牌号，使用各自的历史数据并根据分别离线估算出一个默认值Abrd，在料头使用该默认值进行预测，即改用单点值而非滑动平均值进行各种中间变量的计算与出口水分的预测，在料头阶段出口水分预测值数学表达式为： 其中， 所述的步骤5中，在料头阶段基于当前加水量的加水增量的数学表达式为： 料中阶段基于当前加水量的加水增量的数学表达式为： 其中，uspk为加水量设定值，uk为当前加水量，Δu1为加水增量，λo,sp为出口水分设定值，Abrd为料头离线估算常数项，

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