基于虛擬儀器的醇類重整制氫微反應(yīng)器測(cè)控技術(shù)研究.pdf

1、本論文研究工作依托國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“面向醇類制氫的多尺度微通道反應(yīng)器設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)研究”(資助號(hào):50930005),針對(duì)微凸臺(tái)陣列型微通道反應(yīng)器,研究了基于虛擬儀器的醇類重整制氫微反應(yīng)器測(cè)控技術(shù)。論文對(duì)微凸臺(tái)陣列型醇類重整制氫微反應(yīng)器的溫度場(chǎng)和微反應(yīng)器溫度控制算法,以及微凸臺(tái)陣列型微反應(yīng)器的流量控制方法進(jìn)行了研究,并設(shè)計(jì)了基于虛擬儀器的醇類重整制氫微反應(yīng)器測(cè)控系統(tǒng),開(kāi)發(fā)了基于LabVIEW的測(cè)控軟件,同時(shí)對(duì)微反應(yīng)器測(cè)控系統(tǒng)的溫

2、度、流量等參數(shù)控制性能以及不同控制條件下的醇類重整制氫原料轉(zhuǎn)化率、生成氣體組分等反應(yīng)效率問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　 第一章,闡述了論文研究的背景與意義,對(duì)重整制氫微反應(yīng)器及其測(cè)控技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和虛擬儀器技術(shù)在微反應(yīng)器測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用做了詳細(xì)的介紹,并提出了論文的主要研究?jī)?nèi)容與框架。
　　 第二章,對(duì)微凸臺(tái)陣列型醇類重整制氫微反應(yīng)器的溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析與優(yōu)化。根據(jù)微凸臺(tái)陣列的特性計(jì)算了對(duì)應(yīng)的對(duì)流換熱

3、系數(shù),采用了瞬態(tài)熱分析對(duì)微凸臺(tái)陣列型微反應(yīng)器的溫度場(chǎng)分布情況進(jìn)行了研究,并以反應(yīng)載體上表面的溫度差和溫度標(biāo)準(zhǔn)差最小為優(yōu)化目標(biāo),優(yōu)化了加熱棒的布置,確定了合理的熱電偶測(cè)溫點(diǎn)。
　　 第三章,針對(duì)醇類重整制氫微反應(yīng)器溫度系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求,提出了微反應(yīng)器溫度模糊自整定PID控制算法。建立了微反應(yīng)器溫度系統(tǒng)特性的理論模型,并采用實(shí)驗(yàn)辯識(shí)法完成了模型參數(shù)的辨識(shí),得到了溫度系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。按照PID控制參數(shù)的整定原則,設(shè)計(jì)了模糊控制器,確定

4、了模糊控制器輸入、輸出的模糊化和去模糊化方法,并在Simulink中仿真分析了模糊自整定PID溫度控制的效果。
　　 第四章,按照醇類重整制氫反應(yīng)的流程提出了測(cè)控系統(tǒng)的總體方案,確定了基于虛擬儀器的重整制氫反應(yīng)溫度、流量控制方法。選擇、配置了傳感器型號(hào)、數(shù)據(jù)采集卡連接方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等微反應(yīng)器測(cè)控系統(tǒng)硬件。在LabVIEW中以事件驅(qū)動(dòng)隊(duì)列狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)模式,編寫(xiě)了溫度模糊自整定PID控制程序、質(zhì)量流量控制器控制程序和注射泵控制程序,