間歇式反應(yīng)釜的容錯控制設(shè)計及仿真.pdf

1、容錯控制技術(shù)是一門應(yīng)用型邊緣學(xué)科，它的理論基礎(chǔ)涉及現(xiàn)代控制理論、模式識別、人工智能、信號處理以及相應(yīng)的學(xué)科知識。它的出現(xiàn)和發(fā)展是實際應(yīng)用需求與多學(xué)科理論發(fā)展交替作用的結(jié)果。它的應(yīng)用為逐漸復(fù)雜及大型化的現(xiàn)代工業(yè)控制提供新的的可靠性和安全性保障途徑。因此，對于工業(yè)生產(chǎn)容錯控制方案的開發(fā)與應(yīng)用研究具有十分重要的意義。 本文從研究間歇式反應(yīng)釜釜內(nèi)溫度控制出發(fā)，對于采用串級控制方式控制反應(yīng)釜的釜內(nèi)溫度在主傳感器失效的情況下，對其進(jìn)行了深入

2、的容錯控制的研究。 首先，論文系統(tǒng)的介紹了模型辨識的方法，并提出了利用單變量影響關(guān)系的線性疊加確定數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)，采用最小二乘法辨識模型參數(shù)的建立復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型方法。論文根據(jù)對象反應(yīng)釜的特點(diǎn)，選取了反應(yīng)釜的夾套溫度，冷卻水溫度和冷卻水流量作為輸入，釜內(nèi)溫度作為輸出，結(jié)合曲線擬合和最小二乘法建立了開環(huán)狀態(tài)下反應(yīng)釜釜內(nèi)溫度系統(tǒng)的三輸入單輸出代數(shù)模型。并且為了對比仿真的需要，利用兩階段隨機(jī)梯度算法在閉環(huán)系統(tǒng)辨識過程中根據(jù)實驗室提取數(shù)據(jù)

3、辨識了被控對象(反應(yīng)釜)的特性。 其次，論文中討論了容錯控制的基本方法，在此基礎(chǔ)上，基于狀態(tài)觀測器的原理，利用所得的數(shù)學(xué)模型采用信號重構(gòu)的方式設(shè)計了對象反應(yīng)釜在控制系統(tǒng)主傳感器失效時控制重構(gòu)的容錯控制方案。在故障檢測單元激勵下，利用數(shù)學(xué)模型估算的輸出值取代主傳感器的輸出反饋回控制器，保證系統(tǒng)仍然可以正常運(yùn)行。 最后，利用Matlab對設(shè)計的容錯控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真試驗研究，仿真實驗結(jié)果表明了，所設(shè)計的容錯控制系統(tǒng)可以保證系