基于強酸當(dāng)量的pH先進(jìn)控制的研究.pdf

1、pH控制在工業(yè)過程控制中有著重要的地位，許多工業(yè)過程中都存在著pH的控制問題。但是由于pH過程的高度非線性、pH過程的時變特性以及pH過程對干擾非常敏感等原因，使pH控制被公認(rèn)為最難控制的過程之一。 本文針對中和反應(yīng)過程嚴(yán)重非線性的特點，引入強酸當(dāng)量的概念，將pH狀態(tài)方程近似轉(zhuǎn)換為線性模型?；谠摼€性模型采用了前饋—自適應(yīng)控制和基于混合型參數(shù)估計的多模型自適應(yīng)控制等兩種先進(jìn)控制方案，分別對連續(xù)攪拌釜(CSTR)中的pH值進(jìn)行控制

2、。 前饋一自適應(yīng)控制方案采用前饋控制來補償由于過程流濃度及組分變化引起的擾動，用反饋控制抑制其它擾動對控制性能帶來的影響。引入一個內(nèi)嵌混合裝置，中和流和過程流在進(jìn)入連續(xù)攪拌釜之前首先在該內(nèi)嵌混合裝置中混合，內(nèi)嵌混合裝置的輸出信號為前饋控制提供輸入信號，并為自適應(yīng)控制系統(tǒng)的參數(shù)辨識提供持續(xù)激勵。前饋控制器的設(shè)計依據(jù)基于中和滴定曲線的非線性模型，反饋控制器的設(shè)計依據(jù)基于強酸當(dāng)量的pH線性模型。 基于混合型參數(shù)估計的多模型自適

3、應(yīng)控制方案針對中和過程擾動頻繁、pH值對擾動敏感的特點，用多模型來覆蓋所有擾動。采用固定模型加自適應(yīng)模型的方法，固定模型用來加快系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)過程，自適應(yīng)模型消除穩(wěn)態(tài)誤差。針對多模型自適應(yīng)控制中模型參數(shù)的辨識問題，本文采用了一種遞推最小二乘算法和投影算法相結(jié)合的混合型參數(shù)估計算法，提高了收斂速度，改善了多模型自適應(yīng)控制的效果，并根據(jù)該算法給出了模型切換準(zhǔn)則。 本文分別使用以上兩種控制方案對CSTR中和過程中的pH值控制進(jìn)行仿真研