基于貓群優(yōu)化的間歇式反應(yīng)釜自調(diào)整模糊控制方法研究.pdf

1、反應(yīng)釜作為一種化學(xué)反應(yīng)設(shè)備，在石油、化工、醫(yī)藥、食品等批量或半批量的生產(chǎn)過程中具有廣泛的應(yīng)用。然而由于反應(yīng)釜的溫度控制過程具有非線性、大慣性、強(qiáng)滯后和模型結(jié)構(gòu)不確定等特性，導(dǎo)致使用傳統(tǒng)的控制方法難以取得良好的效果。本文以間歇式反應(yīng)釜為對象，以溫度控制為目標(biāo)，在深入研究其動(dòng)態(tài)特性的基礎(chǔ)上，針對常規(guī)模糊控制存在的不足，提出了兩種基于貓群仿生算法優(yōu)化的自調(diào)整模糊控制方法，并對其在乙酸乙酯實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。主要內(nèi)容如下：
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2、1）針對常規(guī)模糊控制器的參數(shù)和規(guī)則在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)無法在線調(diào)整的問題，提出一種基于貓群算法的規(guī)則自調(diào)整模糊控制方法，所設(shè)計(jì)的控制器通過引入一個(gè)含有加權(quán)因子的規(guī)則解析式，以系統(tǒng)的性能測試函數(shù)為指標(biāo)，利用貓群算法對加權(quán)因子、量化因子等相關(guān)參數(shù)的取值進(jìn)行智能尋優(yōu)，得到一組相對最優(yōu)的模糊控制參數(shù)，使跟蹤值達(dá)到較為理想的控制效果。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)模糊控制相比，該規(guī)則自調(diào)整模糊控制器能夠及時(shí)適應(yīng)對象的動(dòng)態(tài)特性變化，控制效果良好。
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3、對常規(guī)模糊控制器的模糊論域在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不能實(shí)時(shí)調(diào)整的問題，提出了一種基于貓群算法的變論域模糊控制方法。該方法中，分別對模糊控制器的輸入、輸出論域建立基于函數(shù)形式的伸縮因子，并利用貓群算法優(yōu)化伸縮因子函數(shù)表達(dá)式中的相關(guān)參數(shù)取值，以系統(tǒng)的性能測試函數(shù)為評價(jià)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)伸縮因子的智能尋優(yōu)，解決了模糊控制器實(shí)時(shí)論域調(diào)整與控制精度之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)了論域的在線自調(diào)整。仿真結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的基于貓群算法的變論域模糊控制器具有調(diào)節(jié)精度高、過渡時(shí)間短、實(shí)

4、時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)。
　　（3）為了驗(yàn)證控制算法的可行性，本文搭建了乙酸乙酯酯化反應(yīng)生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線以PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線為橋梁，以S7-300 PLC為控制主站、S7-200 PLC為從站，對整條生產(chǎn)線進(jìn)行主從復(fù)合控制，并且通過上位計(jì)算機(jī)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。其中，本文重點(diǎn)研究了該生產(chǎn)線中反應(yīng)釜工段的溫度控制，基于STEP7，編寫了數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、模糊控制模塊等相關(guān)的反應(yīng)釜工段控制程序；基于組態(tài)王（KINGVIEW