文档介绍：设计
太原理工大学现代科技学院
过程控制课程设计
设计名称精馏塔物料压力定值控制系统的设计
专业班级自动化09-2
学号
姓名
指导教师
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专业班级自动化09-2 学号 2009100638 姓名刘一帆成绩
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精馏塔物料压力定值控制系统的设计
摘要
近年来,过程控制在工业过程中不仅得到广泛的应用,而且其理论研究也取得了很大进展。对当前各种预测控制方法的现状及其工业应用进行了较深入的分析,并对其存在的问题和今后可能的发展趋势作了进一步探讨。
精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。精馏塔的控制目标是:在保证产品质量合格的前提下,使塔的回收率最高、能耗最低,即使总收益最大,成本最小。分析了精馏塔的控制要求和扰动分析,详细总结了其静态特性和动态特性对精馏塔进行了基本的塔压控制。
串级控制系统为双闭环或多闭环控制系统,控制系统内环为副控对象,外环为主控对象。主要对串级系统进行了设计和改进以及simulink仿真。
最后对本次课设做了详细的总结,写下了自己的体会。
关键词:PID;自适应控制;预测控制;精馏塔控制系统;串级系统;simulink仿真
目录
摘要. I
第一章 先进控制技术 2
第二章 精馏塔控制系统 4
概述 4
精馏塔的控制要求 5
精馏塔的扰动分析 6
精馏塔的特性 7
精馏塔的静态特性 7
精馏塔的动态特性 8
精馏塔被控变量的选择 10
采用温度作为间接质量指标 10
精馏塔的基本控制 12
产品质量的开环控制 13
精馏塔的塔压控制 14
第三章 串级控制系统 16
串级控制的基本概念 16
串级控制系统的原理 16
串级控制系统的特点 17
串级控制主、副控制器的设计 19
Simulink仿真 21
串级控制的改进 22
第四章总结. 23
参考文献 24
附录 25
正文
先进控制技术
过程控制是指为达到规定的目标而对影响过程状况的变量所进行的操纵。工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。
所谓自适应控制是指对于控制对象的动态信息了解得不够充分对周围环境变化尚掌握不够明确的情况下控制系统对控制器的参数进行积极的自动调节。自适应控制方法应该做到:在系统远行中,依靠不断采集控制过程信息,确定被控对象的当前实际工作状态,优化性能准则,产生自适应控制规律,从而实时地调整控制器结构或参数,使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态下。通常,自适应控制系统的基本结构有两种形式,即前馈自适应控制和反馈自适应控制。
自适应控制系统的设计始终围绕着解决给定对象(过程)下,寻求控制方案和控制器的合理结构与参数,并考虑控制器远行于包括工作点的整个工作范围。对于确定性的控制对象常采用经典控制方案:开环控制、反馈控制、补偿控制和最优控制,控制器的结构和参数一般是固定的。对于不确定性的控制对象由于经典控制方案不能圆满解决控制任务而迫使人们寻求新的控制方案,并出现了可调控制器。控制器参数的自动调整最早出现于1940年,当时的自适应控制仅被定义为控制器所具有的按照过程动态和静态特性调整本身参数的能力。在此期间,飞机自适应控制器的设计对自适应控制研究产生了巨大的影响。早在20世纪50年代未,由于飞行控制的需要,美国麻省理工学院(MIT)的怀特克(whztaker)教授首先提出了飞机自动驾驶仪的模型参考自适应控制方案,称为MIT方案。这时因现代控制理论向不成熟和计算机技术的限制。1957年用自动驾驶仪试验时随着飞机失事而失败。直到20世纪70年代,这一方法才重新兴起。 1960年至1970年间,控制理论(如状态空间和稳定性理论)得到了发展,从而为自适应控制设计提供了有效服务。并注入了新技术(对偶控制、白适应控制递推方法及模型辨识与参数估计)。1962年首次成功地实现了利用过程计算机进行直接数字式控制。1963年罗马尼亚学者波被夫()提出了超稳定性理论、随即法国学者兰道()把这—理论引用到模型参考自适应控制中。在1966年德国学者帖克斯(Park)提出了用李雅普诺夫第二法推导自适应算法,以保证自适应系统全局渐