自抗扰控制器技术在啤酒发酵罐温控中的应用.pdf

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1、EIECTR1CDRIVE2010Vo1．40No．3电气传动2010年第4O卷第3期自抗扰控制器技术在啤酒发酵罐温控中的应用李忆(漳州师范学院物电系，福建漳州36300O)摘要：为进一步提高啤酒发酵过程的温控质量并实现节能降耗，应用了自抗扰控制器(ADRC)技术于啤酒发酵温控调节系统中。通过对ADRC方程的局部调整和其参数的优选，实现了发酵罐温控过程既抑制温度的超调量又缩短调整时间，从而减轻了啤酒发酵罐罐壁结冰量，提高了控制质量并节约了能源及减少了消耗。还给出了应用的参数变化规律。关键词：超调量；节能；控制系统中图分类号：TP23文献标识码：

2、AApplicationoftheAutoDisturbanceRejectionControllerontheTemperatureControlofBeerFermentingJarLIYi(Dept．ofPhys．，ZhangzhouTeachersCollege，Zhangzhou363000，Fian，China)Abstract：Forfurtherraisingthetemperaturecontrolqualityandthesavingenergyandreducingadrainonbeerfermenting．theapp

3、licationofthetemperaturecontrolsystembasedonADRCinbrewingbeerwasintro—duced．AdjustingaminorpartonADRCequationandchoosingmoresuitableparameters，itrealizesreallybothrestrainingthemaximumpercentovershootoftemperatureandshorteningtheregulatedtimeonthecourseoftemperaturecontro1．T

4、heicinginbeerfermentingjarisreduced．Thecontrolqualityisimprovedandtheener—gYissavedandadrainisreduced．Theparameterchangingregularityintheapplicationisgiven．Keywords：overshoot；savingenergy；controlsystem在低温控制过程中，为了节能和良好的温控效象参数发生变化或遇到不确定性扰动时仍能得到果，除了要考虑各设备运行过程中每个环节的硬件较好的控制效果，具有较

5、强的适应性、鲁棒性[5]。状况，也应注意考虑不同温控对象的温控系统软功特别是针对像啤酒发酵罐这样具有大惯性、大时能指标即动态运行指标，这些指标同样直接关系到滞、不确定干扰的被控对象特别有效]。温控和节能效果的好坏。本文以啤酒发酵罐的温控效果为例对温控及其节能进行探讨。1基本原理及参数的选择由于种种原因，目前其温控大多采用比例积自抗扰控制器是由非线性跟踪微分器(TD)、分微分(PID)自整定控制器进行控制；用该控制扩张状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈控方法对大惯性和大时滞温控对象进行控制，控制制律(NLSEF)3部分组成。的效果不甚理想[

6、1]，其动态运行指标：最大超调量啤酒发酵罐的温控可视为二阶被控对象。图和调整时间也难于兼顾。有关该类问题的探讨也1为二阶自抗扰控制器的结构图，其中为系统有许多，如：模糊PID技术、Smith预估器技术等l2]，也有人提出基于二次型优化控制器PID参数的方法即控制动态指标又有利于系统节能l_4]。本文重点运用自抗扰控制技术对该问题进行一些探讨。自抗扰控制器是在改进经典PID控制器固有缺陷基础上形成的一种新型控制器。该控制器的参数适应范围广，它对温控过程中系图1自抗扰控制算法结构图Fig．1TheframeofADRCcontrolmethod统的

7、内外扰动可进行估计并给予补偿，当被控对作者简介：李忆(1960一)，男，硕士，副教授，Email一_l—n—y@yahoo．com．cn．63电气传动2010年第4O卷第3期李忆：自抗扰控制器技术在啤酒发酵罐温控中的应用设定的温度值，是安排的过渡过程，z。是的于PI控制器中的比例增益，其增大可使系统动作微分，，钝，锄是估计量，为控制量，为系统灵敏，响应速度加快，但它们过大，则系统将产生实际输出，W是所有扰动的综合。大超调。二阶自抗扰控制器方程如下。2控制系统的实现及效果TD方程为(最+1)一1l(忌)+hz12(尼)l1图2为啤酒发酵罐温控系统

8、的局部温控调节z12(k+1)=zl2(k)图。由于每个发酵罐的温控需采用3段制冷控制(1)hfst[z11(志)一，12()，，-，h]方式为佳，故