高純內(nèi)部熱耦合精餾塔的wave非線性建模與控制策略研究.pdf

1、精餾節(jié)能控制一直是國際節(jié)能控制研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。內(nèi)部熱耦合精餾塔比常規(guī)精餾塔節(jié)能30％以上，具有極大的應(yīng)用前景。由于內(nèi)部熱耦合精餾過程具有強(qiáng)耦合、強(qiáng)病態(tài)、強(qiáng)不對稱性、強(qiáng)反向響應(yīng)等復(fù)雜非線性動態(tài)特性，其控制設(shè)計(jì)一直是阻礙該高效節(jié)能技術(shù)商業(yè)化的瓶頸問題。目前常規(guī)控制方案控制質(zhì)量在高純時(shí)難以適用，究其原因在于近似線性模型、基于數(shù)據(jù)辨識的統(tǒng)計(jì)模型等模型不能有效描述熱耦合精餾過程的復(fù)雜動態(tài)特性，導(dǎo)致基于傳統(tǒng)模型的各種先控方案對于控制效果的改善非常

2、有限。本文以內(nèi)部熱耦合精餾過程的wave理論為出發(fā)點(diǎn)，建立相應(yīng)的非線性wave模型以及設(shè)計(jì)控制策略，來解決上述問題。
　　主要工作及貢獻(xiàn)如下:
　　1.將wave理論從常規(guī)精餾擴(kuò)展到了內(nèi)部熱耦合精餾，詳細(xì)分析了其中的不同和難點(diǎn)，提出了自然波速用來描述內(nèi)部熱耦合精餾過程時(shí)的局部波形特性。
　　2.為了解決模型不準(zhǔn)確給控制器設(shè)計(jì)帶來的困難，基于傳統(tǒng)的wave波形不變的假設(shè)，建立了基于激波波速的wave非線性模型，并在此基礎(chǔ)

3、上成功設(shè)計(jì)了基于wave模型的模型預(yù)測控制。
　　3.考慮到內(nèi)部熱耦合wave傳播過程中波形的改變，建立了基于即時(shí)波速的wave非線性模型，進(jìn)一步提高了模型精度，詳細(xì)分析了內(nèi)部熱耦合精餾過程中的wave非線性動態(tài)特性，并設(shè)計(jì)出了基于即時(shí)波速wave模型的一般模型控制方案，相比基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的一般模型控制方案，控制效果大大提高。
　　4.進(jìn)一步，建立了基于簡化即時(shí)波速的wave模型，該模型對內(nèi)部熱耦合精餾的兩端產(chǎn)品純度的跟蹤