模糊鲁棒控制器在结晶过程控制中的应用

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1、河北科技大学硕士学位论文模糊鲁棒控制器在结晶过程控制中的应用姓名：李伟申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：刘朝英20090301摘要结晶过程是化工及制药行业的典型操作单元，它不仅是生产过程中的重要环节，也是影响产品产量和质量的关键环节，然而结晶过程的优化控制问题至今未得到很好的解决，其主要原因是结晶过程是一个具有时变性、不确定性并存在耦合的复杂过程，结晶过程中晶核形成与生长不仅与待结晶液的悬浮密度及料液的性质有关，还与结晶过程中的温度、温度变化率、液位、搅拌速度有关，难以建立被控对象的精确

2、数学模型，传统的控制方法难以得到理想的控制效果，迫切地需要研究新型的适用于工业过程特点的过程控制理论和方法。本文以青霉素结晶过程为研究对象，对结晶过程的控制问题进行了深入的研究。1)针对结晶过程具有时变性、不确定性并存在耦合等特点，提出串联解耦和鲁棒调节器相结合的控制方案。该方案通过串联解耦减弱结晶’过程温度和液位的耦合强度，并在解耦的基础上设计鲁棒调节器，提高了系统的稳定性和鲁棒性能。2)根据青霉素结晶过程建立T-S模糊模型，并把基于LMI的日。鲁棒控制算法应用于T-S模糊模型进行仿真研究。T-S模糊模型

3、是一种基于模糊规则的非线性系统模糊模型，它以局部线性化为基础，通过模糊推理方法实现全局的非线性，利用T-S模糊模型可以有效地建立结晶过程的动态模型，进而以LMI为优化工具，设计状态反馈日。控制器，并进行仿真研究。由仿真结果可以看出，所设计的控制器可以有效的实现对被控系统的控制，使闭环系统具有较好的抗干扰能力和适应性能，并对实际结晶过程控制系统的设计有一定的理论指导意义。关键词结晶过程：鲁棒调节器；解耦控制；T-S模糊模型；状态反馈控制河北科技大学硕士学位论文Abstract—Crystallizationp

4、rocessisthetypicalunitoperationofchemicalandpharmaceuticalindustries，whichnotonlyisallimportantlinkinproducing，butalso—affectsproduct’Squantityandquality．Butoptimalcontrolproblemofcrystallizationprocesshasnotbeensolvedatpresent．Mainreasonsareasfollow,cryst

5、allizationproce争sis．time-variable，uncertain，andthereisstrongcouplinginthecomplexprocess．Inaheprocessofcrystallization，nucleationrateandcrystalgrowthvelocityhaverelationwithtemperature，temperaturechangerateandliquidlevel，aswellasstirringspeed．Itisverydiffic

6、ulttosetuptheaccuratemathematicsmodelofobjectcontrolled．Traditionalcontrolmethodcallhardlygetidealcontroleffect．Soitismeaningfulandnecessarytodevelopnewtheoryandmethodofprocedurecontrolwhichsuitablefortheindustrialprocessfeatures．Thispapertakespenicillincr

7、ystallizationprocessastheresearchobjectandproceedsthoroughresearchonthecontrolofcrystallizationprocess．．1)Accordingtocrystallizationprocesshastime·variable，uncertainandstrongcoupling．Thecontrolplanbasesonseriesdecouplingandrobustcontrollerisproposed．Thecou

8、plingstrengthbetweenthetemperaturecontrolandliquidlevelisdecreasedwiththisscheme．Onthisbasis，robustcontrolmethodisdesigned．Thestabilityandrobustperformanceofthesystemareimproved．2)Accordingtopenicillincrystal