基于PSO神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的解耦控制及其在精餾塔上的應(yīng)用研究.pdf

1、精餾塔是石油化工行業(yè)中常用的化工設(shè)備，主要用于多種混合石化產(chǎn)品的分離過程。作為一種典型的多變量耦合系統(tǒng)，其控制性能的好壞將直接影響精餾生產(chǎn)過程的能耗及產(chǎn)品質(zhì)量。因此，研究有效的解耦控制方法，研制高精度精餾塔控制系統(tǒng)，一直以來都得到了化工過程控制領(lǐng)域的高度關(guān)注。本文在分析精餾塔耦合特性的基礎(chǔ)上，研究了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的解耦控制方法，研制了基于PLC的精餾塔解耦控制系統(tǒng)，并實驗驗證了方法的有效性。完成的主要工作如下：
　　(1)在綜

2、述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，介紹了精餾塔生產(chǎn)工藝與控制要求，分析了所具有的非線性、大時滯、多變量、強耦合等特點，提出了系統(tǒng)的總體控制方案。
　　(2)針對精餾塔塔底與塔頂溫度耦合嚴(yán)重以及傳統(tǒng)解耦控制方法的不足，提出了一種基于混沌粒子群算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) PID控制方法。用混沌粒子群算法來替代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID原先的反向傳遞學(xué)習(xí)算法，調(diào)節(jié)PIDNN各個神經(jīng)元之間的權(quán)值，以達(dá)到快速解耦的控制效果。仿真結(jié)果表明，所提出的方法與原有的BP算法相比具

3、有更加優(yōu)秀的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。
　　(3)進(jìn)一步分析了精餾塔所具有的非線性、大慣性、強耦合等特性，提出一種基于動態(tài)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的單神經(jīng)元PID解耦控制算法。構(gòu)建動態(tài)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于辨識耦合系統(tǒng)模型，將辨識所得到的Jcobian矩陣信息用于單神經(jīng)元PID控制器參數(shù)在線整定，從而完成對精餾塔系統(tǒng)的解耦控制。仿真結(jié)果表明，所提出的算法與傳統(tǒng)的基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID解耦控制相比，控制精度提高，魯棒性增強。
　　(4)以實驗室乙

4、酸乙酯生產(chǎn)線精餾塔設(shè)備為對象，以西門子 s7-300PLC為下位機控制器，以北京亞控科技有限公司的組態(tài)王軟件(6.53)為上位機監(jiān)控平臺，研制了精餾塔智能解耦控制系統(tǒng)。完成了硬件系統(tǒng)控制柜的設(shè)計及調(diào)試，制作了上位機組態(tài)界面，編寫了基于step7軟件的解耦控制算法。進(jìn)行了精餾塔溫度控制的實驗研究，實際運行結(jié)果表明，本文提出的解耦控制方法具有動態(tài)性能好、控制精度高、魯棒性強等特點，明顯提高了精餾塔解耦控制系統(tǒng)的溫度控制精度，具有較高的實用價