自动化专业精品毕业论文利用模糊自适应pid控制实现中药提取温度控制

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1、摘要以某制药厂中药提取系统为研究对象，分析并建立简化的控制模型。针对提取工段温度控制非线性、时变性、纯滞后的特点，设计常规PID控制器以及自适应模糊PID控制器，并且分别对它们进行了仿真。仿真结果表明采常规PID控制存在一定的超调量，经过一段时间的调整能达到稳态值，基本能达到控制要求，在相同条件下，参数自整定模糊PID控制几乎无超调量、上升时间和调节时间短，具有较好的鲁棒稳定性，较常规PID具有非常好的性能。关键词：中药提取模糊自适应PID控制参数整定温度控制第9页ABSTRACTInapharmaceuticalm

2、edicineextractionsystemastheresearchobject,asimplofiedanalysisandcontrolmodel.Forextractingtemperaturecontrolunits,pureandnonlinearcharacteristicsofconventionallaggingPIDcontrollerdesignandadaptivefuzzyPIDcontroller,andtothemweresimulated.Simulationresultsshowt

3、hatbytheconventionalPIDcontrolcertainovershoots,afteraperiodofadjustmentcanachievesteadystate,thebasiccontrolrequirementscanachievetoo.Inthesamecondition,theparameterself-settingfuzzyPIDcontrolovershootandalmostnotimeandadjusttherisetimeisshort,andithasgoodrobu

4、ststability,comparedwithconventiionalPIDithasverygoodperformance.Keywords:medicineextractionfuzzyadaptivePIDcontrolparametersettingtemperaturecontrol第24页目录摘要9ABSTRACT10第1章绪论111.1课题背景111.2中药提取温度控制方法121.2.1PID控制121.2.2参数自适应模糊PID控制13第2章中药提取分析及数学模型建立132.1中药提取的工艺流程及

5、其控制难点分析132.2系统数学模型的建立14第3章PID控制器设计163.1常规PID控制器163.2PID参数整定17第4章参数自整定模糊PID控制器设计204.1模糊控制器的结构204.2控制器设计214.2.1模糊规则表的建立214.2.2模糊推理结构的编辑224.3模糊自整定PID控制器的仿真模型254.4仿真结果26附录28结论31参考文献32第24页第1章绪论1.1课题背景中药提取是将药物有效成分从药材中转移到溶剂的过程，是中药生产过程中重要的单元操作之一。传统的提取工艺对中药浸液进行煎煮，提取率低、有

6、效成分破坏严重、能耗较高，目前，中药行业出现了一些新工艺如中药动态提取、超临界流体萃取、半仿生提取等…，其中，动态提取使系统保持亚沸腾状态，减少了有效成分的破坏和无用成分的溶出，提取率较高，降低了能耗，但对温度的控制的精度要求较高。很多厂家在动态提取过程中的温度控制主要采用常规PID控制和人工经验相结合，但中药提取过程具有非线性、时变性、大滞后等特点，不能建立准确的数学模型，因此，传统的控制方法很难实现提取温度的精确控制，导致提取效率低、产品质量不稳定、原料和能耗大等弊端。1.2中药提取温度控制方法在中药动态提取过程

7、中，温度控制一般采用常规PID控制技术与人工经验相结合，这种方法虽然也能达到控制要求，但是控制效果不如采用参数自整定的模糊PID控制。后者在温度控制过程中能够对参数进行在线调整，控制性能更好。1.2.1PID控制PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。对于温度控制，通过传感器测得输出温度值，求出与给定值的差值，PID控制通过测量信号与给定值的偏差进行比例、积分、微分计算，输出各一个合适的控制信号到执行机构，使测量值恢复到给定值，达到控制目的。温度控制精度主要受P、I、D这三个参数的

8、影响，其中P代表比例，I代表积分，D代表微分。比例运算（P）　　比例控制是建立与设定值相关的一种运算，并根据偏差在求得运算值（控制输出量）。如果当前值小，运算值为100%。如果当前值在比例带内，运算值根据偏差比例求得并逐渐减小直到设定值和当前值匹配（即第24页直到偏差为0），此时运算值回复到先前值（前馈运算）。若出现静差（残余偏差），可用减小P