復(fù)雜過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制策略的研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)過程中,復(fù)雜過程普遍存在,這類過程具有的多變量和大時(shí)滯等特性,使得常規(guī)控制策略難以取得理想控制效果。論文以浙江中控的CS4000高級(jí)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置為研究對(duì)象,以JX-300XP DCS為控制系統(tǒng),著重對(duì)復(fù)雜過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程及其控制策略進(jìn)行研究。
　　 論文主要工作如下:
　　 (1)辨識(shí)了多個(gè)過程對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,具體包括:運(yùn)用階躍響應(yīng)曲線法分別建立了雙容串級(jí)液位對(duì)象、雙容耦合液位對(duì)象的數(shù)學(xué)模型;運(yùn)用矩形脈

2、沖響應(yīng)曲線法建立了溫度對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。
　　 (2)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)主管路流量與液位的自動(dòng)選擇性控制系統(tǒng),研究了PID控制策略在該控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。針對(duì)自動(dòng)選擇性控制系統(tǒng),論文又研究了一種基于模糊控制的PID參數(shù)自整定控制策略(簡(jiǎn)稱模糊PID控制策略),仿真結(jié)果表明,該控制策略作用下的系統(tǒng)存在余差,通過進(jìn)一步改進(jìn),采用含附加積分項(xiàng)的改進(jìn)模糊PID控制策略,有效消除了余差。
　　 (3)經(jīng)典PID控制策略雖然應(yīng)用廣泛,但對(duì)于大時(shí)

3、滯對(duì)象,往往容易產(chǎn)生較大的超調(diào)量或者較大幅值的震蕩。論文討論了變參數(shù)PID控制策略以及雙閉環(huán)邏輯控制策略在大時(shí)滯過程中的應(yīng)用,這兩種策略能夠根據(jù)偏差的范圍智能地調(diào)節(jié)控制器參數(shù),進(jìn)而調(diào)節(jié)控制作用的強(qiáng)弱。具有時(shí)滯的溫度過程控制系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表明,上述兩種策略較傳統(tǒng)PID控制算法具有較好的效果。針對(duì)CS4000裝置中因循環(huán)用水而導(dǎo)致的溫度對(duì)象的非自衡特性,論文提出了一種改進(jìn)的Smith預(yù)估控制策略,仿真結(jié)果證明了該策略的可行性。