MIMO智能解耦控制算法与其在精馏塔上的应用分析

《MIMO智能解耦控制算法与其在精馏塔上的应用分析》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、本学位论文属于保密口，在不保密口√。年解密后使用本版权书。≥哆日√日炙融月教乳撒溉雒日每，鲫日妊吁签c一懿年作彬文沁测咖位期笋rrT摘要工业生产过程中耦合是一种普遍存在的现象，特别是随着近年来科学技术的迅猛发展，工业控制系统规模越来越大，同时其控制也越来越复杂。工业过程需控制及操作的变量很多，并且各变量之间通常是相互关联的，即耦合。若控制对象存在着耦合现象，就会造成控制系统调节品质的降低，特别是当耦合现象严重时将会导致系统无法正常运行。工业精馏过程所消耗的能源约占工业总能耗的1／3，故而精馏塔控制方法的改良可以显著的提高经济效益。本课题在总结以往精馏塔解耦控制方法的基础上，提出了多种解

2、耦控制方法，主要研究内容如下：(1)针对传统的模糊解耦控制器存在的主要缺点——无法避免各法则合成运算的的缺点，提出了一种多变量耦合系统参数自调整模糊控制方法，此方法构造了两个参数自调整模糊PI控制器，并分别应用到各通道以实现PI参数的独立在线调整，此控制结构可使的各主通道控制器之间相互独立、互不影响。仿真结果表明，此算法在多变量耦合系统控制中具有良好的控制效果和一定的适应性。(2)当系统惯性较大时上述控制方法的效果将会变差。因而本课题结合参考模型解耦控制方法，以乙酸乙酯生产中具有耦合特性的精馏塔温度控制为对象，将参数自调整模糊PID控制器引入到解耦环节，提出了一种基于模糊自调整PID的

3、精馏塔参考模型解耦控制方法，利用带有解耦控制器的参考模型控制方法实现被控系统的解耦。与传统参考模型解耦方法相比，该方法具有良好的解耦效果。(3)针对被控系统同时存在纯延迟、大惯性的特点，设计了一种参数自调整模糊免疫PI控制器，提出一种基于参数自调整模糊免疫PI算法的解耦控制方法。基于此方法构造的控制系统，各通道控制器结构相似，容易实现。仿真结果表明，该方法在纯延时、大惯性对象的控制中具有更佳的解耦效果。最后，将上述方法应用于精馏塔控制系统中，该系统由精馏塔装置和控制系统软硬件组成。控制系统由西门子$7200和$7300PLC构成；软件部分组成下位机为PLC编程软件(STEP7)，上位机

4、采用KINGVIEW6．5监控软件。运行效果证明，本课题所提出的精馏塔解耦控制方法简单可行，改善了精馏塔耦合的系统的控制性能，取得了较好的解耦控制效果。关键词：解耦，精馏塔，大惯性，纯延迟系统AbstractIndustrialproductionprocesscouplingisakindofcommonphenomenon,especiallyinrecentyears，withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,industrialsystemismoreandmorelarge，andthecontrolmethodofthiss

5、ystemisalsomoreandmorecomplex．Anindustrialprocesshasmanyvariablestobecontrol，andbetweenvariablesoftenhavecomplexrelationships，changeofoneprocessvariablesCanleadtootherprocessvariableschange，thiskindofphenomenoniscalledcoupling．Ifthecontrolobjectexistcouplingphenomenon,itwillcausethereductionofco

6、ntrolqualityofcontrolsystem，especiallywithseriouscoupledphenomenonitwillleadsystemtorunabnormally．Theenergyconsumptionofdistillationprocessaccountsforabout1／3ofthetotalenergyconsumptioninindustry．Sotheimprovedcontrolmethodofcolumnsystemisverynecessary．Onthebaseofreviewingcurrentsituationofdecoup

7、lingcontrolmethodofthecolumn，themainresearchcontentsofthispaperaxeasfollows：(1)Accordingtothetraditionalfuzzycontrolmethodofdecouplingwhichcan'tavoidthesynthesisoftheshortcomingsoftheoperationrules，thispaperbroughtforwardava