制糖行业是人类食品加工行业的一个重要分支,制糖过程中最主要的是煮糖结晶过程,而在煮糖结晶过程中最主要的是控制糖液的过饱和度。由于煮糖结晶过程是一个复杂的化学和物理变化过程,并且影响煮糖结晶过程的各种参数之间相互耦合,其时变性和非线性都非常的明显,所以煮糖结晶过程难以建立数学模型,也增加了针对该过程设计控制方法的难度。本文介绍了煮糖结晶工艺、结晶机理以及影响结晶过程的各种要素,并分析了现有的过饱和度检测技术,结合实际生产情况,选用射频仪作为过饱和度检测仪器。在综合考虑实际生产条件及控制方法本身的局限性的情况下,结合实际情况选择温度和锤度作为煮糖结晶工艺中建立过饱和度数学模型的变量。根据实际调研,结合已有的理论成果和实际生产中的经验,采集大量数据,运用多元回归分析建立了煮糖结晶过程过饱和度数学模型,并进行了相关的检验,经过检验,验证了该模型的有效性、正确性。该模型也可以作为其它控制算法或其它学科研究的基础。针对过饱和度模型的时变性、非线性,根据实际情况在过饱和度具有代表性的区域,进行状态空间转化。为了能够真实的还原煮糖现场的环境,以及增强控制系统的适用性,在煮糖结晶与锤度和温度的状态方程中分别引入不确定的参数来反映模型的时变性,在确定被控对象的基础上,基于Lyapunov稳定性理论采用状态变量构成的自适应规律设计了模型参考自适应控制系统。为了更真实地反映实际生产情况,在对设计的自适应控制系统进行仿真时,不仅考虑了被控对象的参数变化,还引入了三种不同的干扰,分别是瞬间干扰、某段时间干扰和全程干扰来更真实的模拟煮糖结晶生产条件。从仿真结果可以看出,依据Lyapunov稳定性理论所设计的模型参考自适应控制系统能够使被控对象的输出很好地跟踪参考模型的输出,快速地达到稳定状态,并且能有效地抑制建模过程中的不确定性因素,以及实际生产中可能存在的各种干扰。