MIMO智能解耦控制算法及其在精餾塔上的應(yīng)用研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中耦合是一種普遍存在的現(xiàn)象,特別是隨著近年來(lái)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,工業(yè)控制系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大,同時(shí)其控制也越來(lái)越復(fù)雜。工業(yè)過(guò)程需控制及操作的變量很多,并且各變量之間通常是相互關(guān)聯(lián)的,即耦合。若控制對(duì)象存在著耦合現(xiàn)象,就會(huì)造成控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)的降低,特別是當(dāng)耦合現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。工業(yè)精餾過(guò)程所消耗的能源約占工業(yè)總能耗的1/3,故而精餾塔控制方法的改良可以顯著的提高經(jīng)濟(jì)效益。本課題在總結(jié)以往精餾塔解耦控制方法的基礎(chǔ)

2、上,提出了多種解耦控制方法,主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)針對(duì)傳統(tǒng)的模糊解耦控制器存在的主要缺點(diǎn)——無(wú)法避免各法則合成運(yùn)算的的缺點(diǎn),提出了一種多變量耦合系統(tǒng)參數(shù)自調(diào)整模糊控制方法,此方法構(gòu)造了兩個(gè)參數(shù)自調(diào)整模糊PI控制器,并分別應(yīng)用到各通道以實(shí)現(xiàn)PI參數(shù)的獨(dú)立在線調(diào)整,此控制結(jié)構(gòu)可使的各主通道控制器之間相互獨(dú)立、互不影響。仿真結(jié)果表明,此算法在多變量耦合系統(tǒng)控制中具有良好的控制效果和一定的適應(yīng)性。
　　 (2)當(dāng)系統(tǒng)慣

3、性較大時(shí)上述控制方法的效果將會(huì)變差。因而本課題結(jié)合參考模型解耦控制方法,以乙酸乙酯生產(chǎn)中具有耦合特性的精餾塔溫度控制為對(duì)象,將參數(shù)自調(diào)整模糊PID控制器引入到解耦環(huán)節(jié),提出了一種基于模糊自調(diào)整PID的精餾塔參考模型解耦控制方法,利用帶有解耦控制器的參考模型控制方法實(shí)現(xiàn)被控系統(tǒng)的解耦。與傳統(tǒng)參考模型解耦方法相比,該方法具有良好的解耦效果。
　　 (3)針對(duì)被控系統(tǒng)同時(shí)存在純延遲、大慣性的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種參數(shù)自調(diào)整模糊免疫PI控制器

4、,提出一種基于參數(shù)自調(diào)整模糊免疫PI算法的解耦控制方法。基于此方法構(gòu)造的控制系統(tǒng),各通道控制器結(jié)構(gòu)相似,容易實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果表明,該方法在純延時(shí)、大慣性對(duì)象的控制中具有更佳的解耦效果。
　　 最后,將上述方法應(yīng)用于精餾塔控制系統(tǒng)中,該系統(tǒng)由精餾塔裝置和控制系統(tǒng)軟硬件組成?？刂葡到y(tǒng)由西門(mén)子S7200和S7300 PLC構(gòu)成;軟件部分組成下位機(jī)為PLC編程軟件(STEP7),上位機(jī)采用KINOVIEW6.5監(jiān)控軟件。運(yùn)行效果證明,本課