【摘 要】
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近年来,由于工业过程复杂性、产品质量及环保要求的提高,先进控制策略在过程控制中显得越来越重要。复杂过程的运行需要更可靠、准确、鲁棒、有效且灵活的控制系统。为了满足上述要求,需要研究更先进的控制策略。尽管过去几十年里过程控制理论和实践得到很大发展,仍有一些过程不可控、或者控制效果不好,典型的例子就是pH中和过程的控制。pH过程是个强非线性过程,是过程控制中较难控制、也是研究较多的案例。事实上,pH中
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近年来,由于工业过程复杂性、产品质量及环保要求的提高,先进控制策略在过程控制中显得越来越重要。复杂过程的运行需要更可靠、准确、鲁棒、有效且灵活的控制系统。为了满足上述要求,需要研究更先进的控制策略。尽管过去几十年里过程控制理论和实践得到很大发展,仍有一些过程不可控、或者控制效果不好,典型的例子就是pH中和过程的控制。pH过程是个强非线性过程,是过程控制中较难控制、也是研究较多的案例。事实上,pH中和过程已经成为新的控制算法的标准测试问题。本文研究自抗扰控制技术。该技术将模型不确定性以及外部扰动看成一个总扰动,采用扩张状态观测器进行实时估计,然后采用状态反馈进行抑制。该方法不依赖于模型,具有较好的抗干扰及鲁棒性,在工业控制中具有良好的应用前景。本文主要研究内容及成果如下:1)分析了 pH中和过程的模型,设计了 PID控制器,作为基准控制器和新的控制算法进行比较。2)对pH中和过程设计了非适应和自适应两种反馈线性化控制器。仿真表明自适应控制器可以在较大的操作区域内取得较好的控制效果。3)对pH中和过程设计了自抗扰控制器,并与PID和自适应反馈线性化控制器性能进行了对比。仿真显示自抗扰控制器具有较强的鲁棒性,跟踪迅速,且超调小。
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