造紙廢水處理污泥干化段控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、針對造紙廢水處理污泥干化段，利用傳統(tǒng)脫水控制算法容易導致脫水機堵死的問題，本文確定了污泥脫水系統(tǒng)串級控制方案，建立了脫水過程數(shù)學模型，設計了控制器算法，并對整個控制系統(tǒng)進行了硬件設計和軟件設計，最后討論了控制器算法的實現(xiàn)方法。具體研究可總結(jié)為如下四個方面:
　　(1)污泥干化工藝特點和控制要點分析
　　在詳細分析造紙廢水處理工藝流程的基礎之上，對污泥干化工段中的污泥絮凝和污泥脫水工藝進行了深入研究，確定了污泥脫水系統(tǒng)為研究對

2、象。由于污泥濃度不穩(wěn)定和螺旋壓榨脫水機變直徑，變螺距的結(jié)構(gòu)特點，使得該系統(tǒng)非線性較強，且存在時滯，傳統(tǒng)的控制策略在應對污泥脫水系統(tǒng)時控制效果較差，易導致脫水機堵死的現(xiàn)象，因此，對脫水機的軸向壓力進行精確控制是控制的要點。
　　(2)建立污泥脫水系統(tǒng)模型并求解對象模型
　　根據(jù)污泥干化工藝特點確定了以串級控制對脫水機軸向壓力進行控制的方案，該方案的主要問題是對象數(shù)學模型的建立，即脫水過程傳遞函數(shù)的求解。為此本文在研究了機理法建

3、模和實驗法建模的基礎上，采用模型辨識求解脫水過程的脈沖傳遞函數(shù)。首先，確定激勵信號的類型和插入點，然后，利用先進的OPC技術(shù)從上位機獲取用于模型辨識的輸入輸出數(shù)據(jù)源，并通過MATLAB系統(tǒng)辨識工具箱對數(shù)據(jù)源進行辨識，得到兩個對象模型，最終通過分析模型相關指標選擇出最佳的對象模型。
　　(3)污泥脫水系統(tǒng)控制器算法的設計
　　控制方案中除了建立對象數(shù)學模型外，另一個重點就是控制器算法的設計，本文分別討論了PID控制器、Smit

4、h預估控制器和RST數(shù)字控制器，并詳細分析了RST數(shù)字控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)設計過程，在得到對象數(shù)學模型的基礎上，對每個控制器的參數(shù)進行設計，并在不同設定條件下仿真，通過分析各個控制器的設定值跟蹤性能和抑制擾動性能，并比較各個控制器的增益裕度和時延裕度，最后得出最佳的控制器為RST數(shù)字控制器。
　　(4)控制系統(tǒng)的軟硬件設計與實現(xiàn)
　　在對整個控制系統(tǒng)進行設計的過程中，本文分別就系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計過程中的重點問題進行了研究