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1、2009年5月控制工程May2009第16卷第3期ControlEngineeringofChinaVol.16,No.3文章编号:167127848(2009)0320335203PLC复合模糊控制系统在发酵pH控制中的应用肖应旺,姚美银(华南师范大学计算机工程系,广东佛山528225)摘要:针对发酵过程中pH大滞后和时变性的特点,提出一种基于PLC的复合模糊控制算法,模糊控制器和PI调节器都通过PLC来实现,这样既保留了PLC控制系统控制灵活、可靠、抗干扰能力强等特点,又大大提高了控制系统的智能化程度。实践结果表明,该
2、系统能有效抑制纯滞后的影响,而且鲁棒性强。关键词:复合模糊控制;PLC;pH;发酵中图分类号:TP273文献标识码:AApplicationofPLCCompoundFuzzyControlSystemtoFermentationpHControlXIAOYing2wang,YAOMei2yin(DepartmentofComputerEngineering,SouthChinaNormalUniversity,Foshan528225,China)Abstract:Acompoundfuzzycontrolalgorit
3、hmbasedonPLCispresentedtothelargehystereticanddiversecharacteristicsofpHinthecourseoffermentation.ThefuzzycontrollerandPIadjustorarerealizedbyPLC.Itnotonlyholdstheagile,reliablepeculiarityandtheabilityofanti2jammingofPLCcontrolsystem,butalsoimprovesconsumedlythein
4、telligentizedlevelofcontrolsystem.Thepracticere2sultsshowthatthesystemcaneffectivelyrestraintheaffectofpurehysteresisandhasthestrongadaptability.Keywords:compoundfuzzycontrol;PLC;pH;fermentation的复合控制方法。1引言2pH控制方式的选取在发酵过程中,pH的变化决定于所用的菌种、培养基和发酵条件。在菌体的代谢过程中,pH将pH对象特性
5、具有以下特点:会不断波动,如果pH的波动导致其偏离了菌体所①由于不同时期菌体和酶活力的变化,在发酵需的最适范围,将会引起各种酶活力的改变,影响过程中pH值呈现出明显的时变性,这种时变导致菌体对基质代谢的速度,甚至改变菌体的代谢途径pH值严重的非线性,在不同的工作点会引起放大和细胞结构,最终影响产物的产率。因此,发酵液倍数的改变。②pH具有不确定性,在发酵过程中[1]的pH必须予以控制。姜凤武等运用PLC实现了测试结果由于影响因素太多而几乎不可重复。③[2]发酵过程中发酵液pH值的流加自动;张慧涛等pH在加氨调节时,具有较大
6、的时滞现象。利用ADAM4017模数转换模块和ADAM4050开关由于上述的复杂性,从机理建立模型是相当困量输入输出模块设计了一套发酵pH控制系统;何难的。对于pH这样具有大滞后和时变性的系统,[3]术利等提出了智能模糊自调整PID发酵pH控制采用传统的PID控制,同一组控制参数很难兼顾不[4]器;王秀清等设计了一套PLC发酵控制系统。同发酵阶段的控制要求,控制的超调大,调节时间它们均选择pH值和设定值之差作为过程输入,蠕长,控制效果较差。Smith预估补偿法是解决纯滞动阀开、关为过程输出,通过改变蠕动阀的开关频后问题的一
7、种有效方法,但其前提是被控对象的数率和开关脉冲宽度来调节氨水的加入量,使pH值学模型要精确,而这在pH控制中很难做到。模糊逐步逼近设定值,以达到控制精度,但并没有根据控制的鲁棒性较好,对纯滞后及被控对象参数的变pH值和设定值的偏差采取如本文提出的基于PLC化不敏感,但因控制规则粗糙容易产生稳态误收稿日期:2008204208;收修定稿日期:2008205212基金项目:科技部“863”基金资助项目(2003AA241160)作者简介:肖应旺(19702),男,湖南桃源人,讲师,博士,主要从事模式识别与人工智能、过程监控与故
8、障诊断、智能控制技术等方面的教学与科研工作。©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·336·控制工程第16卷[5]差。而采用常规PI控制精度较低。为此这里设
