啤酒稀釋水pH值控制系統(tǒng)研究.pdf

1、水對于啤酒的生產(chǎn)具有至關(guān)重要的作用。成品啤酒中水的含量最大，俗稱啤酒的“血液”。同時，隨著啤酒消費需求的日益增長和產(chǎn)量的不斷擴大，高濃釀造工藝正在被越來越多的啤酒生產(chǎn)廠家所采用。啤酒后稀釋工藝中稀釋水的質(zhì)量在很大地程度上決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，在啤酒生產(chǎn)中必須使pH值嚴格控制在特定的范圍內(nèi)，否則可能會造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，原料浪費，生產(chǎn)不能順利進行，甚至使企業(yè)競爭能力嚴重下降。
　　本文以錦州某啤酒廠的稀釋水加酸系統(tǒng)為例來研究pH

2、值控制問題。在對pH值控制過程進行理論分析的基礎(chǔ)上，建立了稀釋水的動靜態(tài)模型，并得出了pH值過程的非線性特性曲線，進而分析了稀釋水pH值控制對象本身所具有的特點，即嚴重非線性、大滯后性、不同性質(zhì)的干擾等特點。然后本文運用已有的pH Hammerstein模型并對其加以改進，使其成為適合本控制對象的經(jīng)驗?zāi)Ｐ停M而利用單位階躍響應(yīng)法得出了該控制對象的傳遞函數(shù)。
　　(1)本文采用分段線性化的設(shè)計思想，設(shè)計了分段式變增益PID控制算法以

3、補償pH值過程的非線性，改進的Smith預(yù)估器以補償pH值過程的滯后性，并對所設(shè)計的方法進行仿真與分析。
　　(2)為了改善系統(tǒng)動態(tài)性能，進一步提高系統(tǒng)精度，本文又提出了一種新的智能控制算法——基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法來對被控對象進行控制器的設(shè)計。最后，應(yīng)用Matlab軟件對上述兩種方法設(shè)計的控制器進行模擬仿真和對比分析。
　　仿真結(jié)果表明，基于Smith的分段變增益PID控制方法具有較好的穩(wěn)定性，控制精度可在2％以