啤酒稀釋水pH值控制系統(tǒng)研究.pdf

1、水對(duì)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(shí)，隨著啤酒消費(fèi)需求的日益增長(zhǎng)和產(chǎn)量的不斷擴(kuò)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(yán)格控制在特定的范圍內(nèi)，否則可能會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，原料浪費(fèi)，生產(chǎn)不能順利進(jìn)行，甚至使企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力嚴(yán)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(duì)pH值控制過程進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上，建立了稀釋水的動(dòng)靜態(tài)模型，并得出了pH值過程的非線性特性曲線，進(jìn)而分析了稀釋水pH值控制對(duì)象本身所具有的特點(diǎn)，即嚴(yán)重非線性、大滯后性、不同性質(zhì)的干擾等特點(diǎn)。然后本文運(yùn)用已有的pH Hammerstein模型并對(duì)其加以改進(jìn)，使其成為適合本控制對(duì)象的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停M(jìn)而利用單位階躍響應(yīng)法得出了該控制對(duì)象的傳遞函數(shù)。
　　(1)本文采用分段線性化的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了分段式變?cè)鲆鍼ID控制算法以

3、補(bǔ)償pH值過程的非線性，改進(jìn)的Smith預(yù)估器以補(bǔ)償pH值過程的滯后性，并對(duì)所設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行仿真與分析。
　　(2)為了改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，進(jìn)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(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)。最后，應(yīng)用Matlab軟件對(duì)上述兩種方法設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行模擬仿真和對(duì)比分析。
　　仿真結(jié)果表明，基于Smith的分段變?cè)鲆鍼ID控制方法具有較好的穩(wěn)定性，控制精度可在2％以