基于嵌入式系統(tǒng)的脫重組分塔控制系統(tǒng)研究.pdf

1、在粗苯精制的生產(chǎn)過程中，首先需要通過脫重組分塔的處理將粗苯原料分離出重苯與輕苯以進(jìn)入后續(xù)的生產(chǎn)加工流程。脫重組分塔的工作穩(wěn)定性直接關(guān)系到精苯產(chǎn)品的質(zhì)量，而作為關(guān)鍵設(shè)備的脫重組分塔具有典型的非線性、時變性及時滯性等特點(diǎn)；目前大多采用成本高、體積大以及響應(yīng)慢的常規(guī) PLC實(shí)現(xiàn)PID算法對塔溫進(jìn)行控制，這使溫度的調(diào)節(jié)時間與超調(diào)量這兩個動態(tài)性能指標(biāo)很難得到同時的優(yōu)化。因此課題采用了基于ARM的多種群遺傳算法整定PID參數(shù)設(shè)計控制器來實(shí)現(xiàn)多性能指

2、標(biāo)的優(yōu)化。
　　首先，從實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)近似得出脫重組分塔的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建 Simulink仿真模型。通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)確定PID的Kp、Ki和Kd三個參數(shù)，分別以這三個參數(shù)的值為中心點(diǎn)劃定鄰域區(qū)間作為遺傳算法的種群基因庫并且選擇合適的分段函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)指引兩個子種群的進(jìn)化方向。兩個子種群分別在溫度變化的不同階段參與進(jìn)化和整定 PID參數(shù)的操作，使溫度變化過程中的調(diào)節(jié)時間與超調(diào)量這兩個性能指標(biāo)同時得到了良好的動態(tài)優(yōu)化。
　　其次，

3、為解決脫重組分塔的純滯后特性帶來的動態(tài)響應(yīng)滯后的問題，在仿真模型中引入了史密斯預(yù)估補(bǔ)償器來抵消純滯后環(huán)節(jié)的影響，有效地解決了動態(tài)響應(yīng)滯后的問題。
　　最后，搭建了以模型塔為被控對象的實(shí)驗控制系統(tǒng)驗證Simulnk仿真結(jié)果。系統(tǒng)的控制器部分使用以兩塊 ARM為核心的控制電路分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理與運(yùn)算，很大程度上提高了控制操作的實(shí)時性與準(zhǔn)確性。通過兩種仿真平臺的實(shí)驗數(shù)據(jù)分析對比得出了多種群遺傳算法整定 PID參數(shù)這種控制策略應(yīng)用在脫重組