基于內(nèi)模解耦的精餾塔溫度控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、精餾塔系統(tǒng)是ATP頁(yè)巖煉油工藝的油回收系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié)，它決定著最終頁(yè)巖油產(chǎn)品的質(zhì)量。由于精餾過(guò)程內(nèi)在機(jī)理復(fù)雜，并且控制要求高，這使得精餾塔的控制成為過(guò)程控制界研究的熱點(diǎn)，因此對(duì)精餾塔控制系統(tǒng)的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以某頁(yè)巖煉油廠的精餾工藝為研究背景，以精餾塔溫度控制系統(tǒng)為研究對(duì)象。根據(jù)對(duì)工藝的研究和分析，確定了將精餾塔塔頂出口溫度和塔底出口溫度作為精餾塔系統(tǒng)的被控變量。由于精餾過(guò)程復(fù)雜，被控對(duì)象具有非線性、強(qiáng)耦合、大慣

2、性、大滯后和不確定性，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，因此建立了被控對(duì)象的近似數(shù)學(xué)模型。然后對(duì)塔頊和塔底兩路串級(jí)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和仿真，從仿真可知兩個(gè)溫度回路間的耦合問(wèn)題十分嚴(yán)重，并利用了相對(duì)增益矩陣法定量分析了系統(tǒng)的耦合程度，確定了采取解耦措施的必要性。接著設(shè)計(jì)了前饋解耦裝置，經(jīng)過(guò)精餾塔溫度的前饋解耦控制系統(tǒng)的仿真，仿真結(jié)果表明雖然解決了耦合問(wèn)題，但是模型失配時(shí)控制效果不理想。針對(duì)模型失配時(shí)提高控制性能的問(wèn)題，提出采用不依賴(lài)于精確數(shù)學(xué)模型的內(nèi)

3、模解耦控制方案以應(yīng)對(duì)模型失配。在設(shè)計(jì)內(nèi)模解耦控制器時(shí)，為了避免計(jì)算的復(fù)雜性，對(duì)模型采用了遺傳算法進(jìn)行近似，最后經(jīng)過(guò)仿真表明內(nèi)模解耦控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性、穩(wěn)定性、魯棒性、方便性都要優(yōu)于傳統(tǒng)的前饋解耦控制系統(tǒng)。最后，對(duì)內(nèi)模解耦控制器做了兩方面的改進(jìn)，使濾波器參數(shù)具備了模糊自整定的功能，無(wú)需人工調(diào)節(jié)濾波器參數(shù)以達(dá)到良好的控制性能;考慮到內(nèi)模解耦控制器在集散控制系統(tǒng)上的可實(shí)施性，將內(nèi)?？刂破鬓D(zhuǎn)化為PID控制器的結(jié)構(gòu)形式。
　　總之，本文所研究