基于強酸當量的pH先進控制的研究.pdf

1、pH控制在工業(yè)過程控制中有著重要的地位，許多工業(yè)過程中都存在著pH的控制問題。但是由于pH過程的高度非線性、pH過程的時變特性以及pH過程對干擾非常敏感等原因，使pH控制被公認為最難控制的過程之一。 本文針對中和反應過程嚴重非線性的特點，引入強酸當量的概念，將pH狀態(tài)方程近似轉換為線性模型?；谠摼€性模型采用了前饋—自適應控制和基于混合型參數(shù)估計的多模型自適應控制等兩種先進控制方案，分別對連續(xù)攪拌釜(CSTR)中的pH值進行控制

2、。 前饋一自適應控制方案采用前饋控制來補償由于過程流濃度及組分變化引起的擾動，用反饋控制抑制其它擾動對控制性能帶來的影響。引入一個內嵌混合裝置，中和流和過程流在進入連續(xù)攪拌釜之前首先在該內嵌混合裝置中混合，內嵌混合裝置的輸出信號為前饋控制提供輸入信號，并為自適應控制系統(tǒng)的參數(shù)辨識提供持續(xù)激勵。前饋控制器的設計依據(jù)基于中和滴定曲線的非線性模型，反饋控制器的設計依據(jù)基于強酸當量的pH線性模型。 基于混合型參數(shù)估計的多模型自適

3、應控制方案針對中和過程擾動頻繁、pH值對擾動敏感的特點，用多模型來覆蓋所有擾動。采用固定模型加自適應模型的方法，固定模型用來加快系統(tǒng)的暫態(tài)響應過程，自適應模型消除穩(wěn)態(tài)誤差。針對多模型自適應控制中模型參數(shù)的辨識問題，本文采用了一種遞推最小二乘算法和投影算法相結合的混合型參數(shù)估計算法，提高了收斂速度，改善了多模型自適應控制的效果，并根據(jù)該算法給出了模型切換準則。 本文分別使用以上兩種控制方案對CSTR中和過程中的pH值控制進行仿真研