单位阵解耦方法在化工生产中的应用.pdf

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1、·78·工业仪表与自动化装置2010年第1期单位阵解耦方法在化工生产中的应用尚亚锐，邓文，祁桂兰(1．西北工业大学明德学院，西安710124；2．西安陕鼓动力股份有限公司，西安710075)摘要：化工生产过程中对各种配料成份比例要求是非常严格的，该文针对化．Y-原料配料过程中压力、流量存在的耦合现象进行研究，并采用单位阵解耦方法对系统的压力、流量对象进行解耦，经过理论计算、计算机仿真和实际调试，最终达到比较满意的效果。关键词：过程控制；解耦控制；单位阵中图分类号：TP13文献标志码：B文章编号：1

2、000—0682(2010)01—0078—03TheapplicationofunitmatrixdecouplingmethedinchemicalproductionSHANGYarui，DENGWen，QIGuilan(1．NorthwesternPolytechnicalUniversityMiddleburyCollege，Xian710124，China；2．X／anShaanguPowerCo．，LTD．，Xian710075，China)Abstract：Inchemicalpr

3、oductionprocess，itisverystrictinthevariousingredientsofthecomposi—tionratiorequirement．Thispaperisaboutofstudytheexistenceofthecouplingphenomenonaboutpres—sure，flowofrawingredientsforthechemicalprocess，andadoptedunitmatrixdecouplingmethoddecou—plinged

4、forthesystemofpressure，flowobject．Throughtheoreticalcalculations，computersimulation，ae—tualdebuggingandultimatelyachievingsatisfactoryresults．Keywords：processcontrol；decouplingcontrol；unitmatrixO引言耦合对象特性测试原理如图1所示。图中，Q为进入配料罐的原料A流量；现代化工生产过程中，有些参数之间往往是互Q

5、为进入配料罐的原料日流量；相关联、互相耦合的，一个参数的变化将会同时引起Q：为配料罐内混合后的原料出口流量，为被控多个参数的变化。当控制回路之间严重相关时，只量，由电动调节阀控制。要系统中的一个变送器或调节器失调，就可能影响P为配料罐中空气的压力，为被控量；到整个控制系统的稳态工作。该设计采用了单位阵肛为电动调节阀开度；解耦控制，达到较好的控制效果。厂为变频器输出频率。．1总体方案设计被测量为配料罐中空气的压力P和配料罐的1．1广义对象数学模型辨识输出流量Q。系统的操作量为变频器的频率和电(1)耦

6、合对象动阀的开度。(2)测试方法、①首先设置配料泵频率初始值fo=20Hz，电动调节阀初始开度。：50％，使对象处于平衡状态，分别记录稳态值P。=54kPa，Q20=433L／h。②改变频率为=／一fo=30—20=10Hz，△=一0=0，得出△尸。、AQ2l曲线如图2a和图2b所示。③改变=，一=0，△=一。=70％一50％=20％，得出△P、aQ曲线如图2c和图2d所示。其中，△P为由Af=10Hz引起的P的变化量；图1压力、流量耦合对象特性测试原理图aQ。为由zf=10Hz引起的Q的变化量；

7、AP。为由△=20％引起的P1的变化量；AQ2为由△=20％收稿日期：2009—09—24作者简介：尚亚锐(1981)，女，陕西武功人，本科毕业，助理实验引起的Q：的变化量。师，主要从事自动化方向的教学和研究。(3)用两点法辨识对象传递函数·80·工业仪表与自动化装置2010年第1期从表中可以看出改变压力的输入对流量没有多较满意的效果。大影响。同样改变流量输入对压力影响也不大，从3设计实现而得知解耦效果较好。但是由于只用P调节且比例系数=1，故系统静差较大，响应过程较慢。系统可以用控制领域里组态软

8、件进行编程实现，如图7所示。2校正装置设计为了减小系统的静态误差，改善系统质量指标，达到较满意的效果，这里用PI校正，经过多次调试，取比例系数=8，积分系数KI=9效果较好，其Simulink仿真如图5所示。图5PI校正后压力、流量对象解耦图仿真响应曲线如图6a、图6b所示。图7计算机解耦控制实验装置框图1．54结束语1．O，随着计算机的应用发展，解耦控制理论受到了0．5’’’’‘‘‘⋯‘：‘’’’越来越广泛的重视和应用，通过解耦控制算法的仿OlIII1真实验可以看出，解耦控制法适