煮糖过程的建模与控制

《煮糖过程的建模与控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要煮糖过程的建模与控制煮糖工序是强非线性的工序。在这个过程中既有传热，又有传质，是一个复杂的化学和物理过程。从制糖工艺学中可知，在众多过程工艺参数中，母液的过饱和度对煮糖质量的影响最为显著，必须将这一参数控制在适当的范围内。如果能够建立一个符合新理论的过程模型并进行仿真、控制，从而对设计一个适合的、性能良好、尽可能理想的结晶器，对优化煮糖工序的性能，以及控制蔗糖晶体的粒度分布，蔗糖产品的质璧都是有重大意义的。本文针对当前糖厂生产现状，在总结先前研究成果的基础上，从蔗糖结晶的机理出发，结合当前蔗糖结晶动力学研究发展的新理论建立基于晶体生长机理的微分方程，以

2、间歇式煮糖过程的物料平衡方程、晶体生长动力学方程以及矩平衡方程为基础，建立了基于与粒度有关的晶体生长理论的煮糖过程模型。本文采用工业生产中甲糖煮炼的初始条件进行模拟计算，并采用工业生产中甲糖煮炼的初始条件。对煮糖结晶过程进行传统的PID控制和非线性PID控制，从结果分析，所建立的模型具有较好的准确性，可以作为应用各种先进控制算法的基础。关键词：建模煮糖PID过饱和度——一垒!坚!MODELINGANDCONTROLOFABATCHSUGARBOILINGPROCESSABSTRACTCrystallizationisoneofthekeystepsinth

3、ecanesugarprocessing．Andsugarcryatallizationwithstronglynonlinearityandnonstationarityisacomplicatedphysicochemicalprocess．Itisthestepthatproducesthefmalproductwhichmustbemonitoredverycloselyasthequalityofthefinalproductdeterminesprofit．CrystallizationOCCURSbyboilingasugarsolution

4、untilitbecomesoversaturatedandcrystalsgrow．Caremusthetakennottoexceedacriticaloversaturationtopreventnucleationofnewcyrystals，asthesegreatlyaffectthequalityofthefinalproduct．Sooversaturationmustbecontrolledwell．Sincethecrystallizationprocessiscomplex，amodelisrequiredtounderstandth

5、eeffectofoperatingconditionsonparameterssuchasgrowthrateandcrystalsize．What’smore，thefirstandmaybethemostimportantstepindesigningaperfectcontrolleristodevelopamodelasaccurateaspossible，whichisvalidunderawiderangeofoperatingconditions．Inthispaper,aworkingmodelforthebatchisdeveloped

6、anddiscussed．Andthematlabcodingfortheworkingdynamicmodelofbatchvacuunlpanhasbeencompletedandtested．Accordingtothecontrolcharacteristicofsugarcrystalprocess，akindofnonlinearPIDcontrollerisdesigned，Fromtheeffectofaseriesofsimulations，thenonlinearPIDcontrollercanefficientlyachievetoc

7、ontroltheoversaturationandhelptodesigntheactualauto—controlsystemofsugarcrystalprocess．Fromtheresults，weCallseethemodelpresentedinthispaperisvalidated．Keywords：modeling；sugarboiling；PID；oversaturationIl关于学位论文使用授权的说明本人完全了解广西大学有关保留、使用学位论文的规定，即：广西大学拥有在著作权法规定范围内学位论文的使用权，其中包括：(1)已获学位的研

8、究生必须按学校规定提交学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手