【摘 要】
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连续反应器是化工、食品等工业部门的重要生产设备,连续反应器的温度是确保工业生产正常运行的重要条件之一,并且反应器的温度会对工业生产的安全性和经济性产生直接影响。针对化学生产过程中,连续反应器的温度具有大惯性,和非线性等特性,提出了改进型自抗扰控制,从而实现了对非线性和大滞后系统的优化控制。由于自抗扰控制对非线性系统的不确定性等干扰抑制效果较好,并且对系统的稳定性控制精度也较高,因此对连续反应器温度
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连续反应器是化工、食品等工业部门的重要生产设备,连续反应器的温度是确保工业生产正常运行的重要条件之一,并且反应器的温度会对工业生产的安全性和经济性产生直接影响。针对化学生产过程中,连续反应器的温度具有大惯性,和非线性等特性,提出了改进型自抗扰控制,从而实现了对非线性和大滞后系统的优化控制。由于自抗扰控制对非线性系统的不确定性等干扰抑制效果较好,并且对系统的稳定性控制精度也较高,因此对连续反应器温度能很好控制。但分析其原理,发现仍存有不足,即对调节参数精确度要求较高以及抗干扰时间受迭代次数影响。故通过改进跟踪微分器的可调参数、扩张状态观测器的输入和对控制结构优化,得到改进型的自抗扰控制模型,以此来克服自抗扰的缺点。本文采用西门子PCS7过程控制系统,来完成硬件组态和网络连接。并使用西门子PCS7的SCL语言对控制器模块进行编写,和cfc编程语言对控制系统进行组态,从而实施对连续反应器温度的控制,以此来验证改进自抗扰控制算法的实现。首先在过程控制实训系统上,对连续系统的温度进行实验,采用改进自抗扰控制与Smith预估PID补偿系统的抗干扰横向对比,Smith预估PID补偿使用最优的一组数据,反应器温度始终波动,但改进自抗扰最优超调量接近0,同时两者的收敛速度基本相同,和自抗扰控制器纵向对比,改进自抗扰的抗干扰时间不受迭代次数的影响,减弱对参数精确高的要求。然后为验证改进自抗扰控制的鲁棒性,对连续反应器温度采用了 Smith预估PID补偿控制,自抗扰控制、以及改进自抗扰控制三种方法并进行比较,结果表明,采用改进自抗扰控制方法不仅使系统的稳定性更强,而且能够增加自抗扰的能力,取得更好的控制效果。因此,改进自抗扰控制不仅改善了自抗扰的性能,还加强了对受控对象的外部扰动变化的鲁棒性。图30表4参71
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