基于大滯后非線性反應(yīng)釜的溫度控制算法實現(xiàn).pdf

1、反應(yīng)釜是化工生產(chǎn)過程中一種重要的反應(yīng)容器，其內(nèi)部機理復(fù)雜，受反應(yīng)物種類、濃度等因素不同伴有不同的吸、放熱過程，對溫度過程的控制影響較大，是典型的大慣性、大滯后、非線性系統(tǒng)，控制起來非常困難，傳統(tǒng)控制算法很難在反應(yīng)釜的溫度控制上得到滿意的效果，從控制的角度來看，反應(yīng)釜屬于最難控制的過程之一。
　　 本文以反應(yīng)釜的溫度作為被控對象，在分析了反應(yīng)釜工作過程的能量轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)上，給出了反應(yīng)釜溫度過程的數(shù)學(xué)模型，并通過階躍響應(yīng)建模法，對反應(yīng)

2、釜溫度過程模型進(jìn)行了參數(shù)辨識，得出反應(yīng)釜溫度過程的傳遞函數(shù)。針對傳統(tǒng)控制方法無法滿足具有大慣性、大滯后的反應(yīng)釜溫度的高精度控制，提出了專家PID與前饋-Smith控制相結(jié)合的控制算法，并在MATLAB/Simulink下對算法進(jìn)行了建模、仿真，仿真圖形以及下面的實驗結(jié)果都驗證了該算法對大慣性、大滯后系統(tǒng)控制的有效性。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了以C8051F020單片機為核心的上、下位機相結(jié)合的反應(yīng)釜控制系統(tǒng)，通過RS-485進(jìn)行上、下位機的串行

3、通信。下位機控制器是整個控制系統(tǒng)的核心，它具體地運行控制算法實現(xiàn)對反應(yīng)釜溫度的控制，還包括按鍵、LCD顯示、擴展存儲器存儲、溫度數(shù)據(jù)測量、算法運算、調(diào)溫電壓輸出以及和上位機串行通訊等功能；上位機采用VB6.0進(jìn)行軟件編程，包括對下位機發(fā)送控制命令、接收數(shù)據(jù)并顯示存儲、數(shù)據(jù)庫管理等功能，有了上位機就可以存儲大量的溫度測量數(shù)據(jù)，并對歷史溫度數(shù)據(jù)的變化分析、總結(jié)控制算法的控制效果。上、下位機的結(jié)合提高了人機交互的智能性。在該反應(yīng)釜控制系統(tǒng)上，