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首先，通过分析水泥粉磨原理、主要粉磨设备及水泥粉磨工艺流程，研究水泥磨的典型工况、影响水泥磨系统稳定运行的各种因素及水泥磨控制机理，确定了称重仓料位保持系统和球磨机负荷优化系统的主要参数变量，为水泥磨控制提供了理论基础。

其次，提出了基于软约束的多变量时滞系统预测控制算法，该算法在预测模型基础上推导系统的输出预测表达式，并通过软约束方法放松多变量时滞系统的原始约束，然后基于误差反馈原理构造系统的目标函数，求解获得系统最优控制量，实现了输出预测的滚动优化。

最后，结合水泥磨工艺控制需求，设计了基于软约束的水泥磨预测控制算法，并将水泥磨预测控制算法在水泥生产过程控制系统仿真平台上进行仿真实验，实验结果表明了基于软约束的预测控制算法具有很强的约束控制力，和普通预测控制算法相比稳态误差减小，控制精度大幅提高。