發(fā)布時(shí)間：2017-08-08 07:26

  本文關(guān)鍵詞：間歇式反應(yīng)釜溫度控制算法研究

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【摘要】：聚氯乙烯(PVC)是一種重要的化工用品,被廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。在聚氯乙烯的生產(chǎn)過程中,聚合反應(yīng)溫度的控制對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性的作用。由于聚合反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜,反應(yīng)釜溫度控制過程具有非線性、時(shí)變、時(shí)滯等特點(diǎn),依賴于精確數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)PID控制方法無法取得令人滿意的控制效果。因此,尋找一種新的控制策略實(shí)現(xiàn)聚合反應(yīng)溫度的精確控制具有重要的理論和實(shí)際意義。本文首先以氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)過程作為研究對(duì)象,在研究了聚合反應(yīng)生產(chǎn)工藝流程和間歇反應(yīng)釜裝置特性的基礎(chǔ)上,運(yùn)用機(jī)理建模的方法建立了釜溫和蛇形管冷卻水流量的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)模型進(jìn)行了整理和簡(jiǎn)化。其次,由于傳統(tǒng)PID控制對(duì)受控對(duì)象模型精度要求較高,對(duì)聚合反應(yīng)溫度進(jìn)行控制時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大超調(diào),而且當(dāng)過程參數(shù)發(fā)生變化時(shí),PID控制的穩(wěn)定性和快速性都將受到影響。為了彌補(bǔ)這些不足,本文對(duì)傳統(tǒng)PID控制器進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,主要設(shè)計(jì)了聚合反應(yīng)溫度自適應(yīng)模糊PID控制器和基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)在線整定的PID控制器,對(duì)反應(yīng)溫度實(shí)現(xiàn)了更為精確的控制。最后,運(yùn)用Matlab對(duì)這兩種智能控制器進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的兩種控制器與傳統(tǒng)PID控制器相比,超調(diào)量較小,抗干擾能力強(qiáng)而且具有較強(qiáng)的魯棒性,能夠在被控制對(duì)象參數(shù)變化以及受到外來擾動(dòng)時(shí)做出及時(shí)調(diào)整,將反應(yīng)溫度控制在合理范圍之內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】：聚合反應(yīng) 自適應(yīng)模糊PID控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ052;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究的背景和意義8-9
• 1.2 聚合過程釜溫控制難點(diǎn)9
• 1.3 國(guó)內(nèi)外聚合反應(yīng)溫度控制方法發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.4 模糊控制技術(shù)概述11-12
• 1.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述12-13
• 1.6 本文結(jié)構(gòu)和內(nèi)容安排13-16
• 2 聚合反應(yīng)過程介紹及機(jī)理模型建立16-24
• 2.1 PVC生產(chǎn)過程簡(jiǎn)介16-19
• 2.1.1 工藝流程簡(jiǎn)介16-17
• 2.1.2 聚氯乙烯聚合反應(yīng)裝置及聚合過程介紹17-19
• 2.2 PVC聚合反應(yīng)數(shù)學(xué)模型的分析及簡(jiǎn)化19-22
• 2.3 本章小結(jié)22-24
• 3 釜溫的自適應(yīng)模糊PID控制器設(shè)計(jì)24-40
• 3.1 模糊控制理論24
• 3.2 PVC聚合釜反應(yīng)溫度模糊控制器設(shè)計(jì)24-28
• 3.2.1 PVC聚合釜反應(yīng)溫度模糊控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-26
• 3.2.2 隸屬度確定26-27
• 3.2.3 確立模糊規(guī)則27
• 3.2.4 解模糊化27-28
• 3.3 PVC聚合反應(yīng)溫度模糊控制仿真分析28-29
• 3.4 PVC聚合反應(yīng)溫度PID控制器設(shè)計(jì)及仿真29-32
• 3.4.1 PID控制器原理30-31
• 3.4.2 PID控制器參數(shù)整定及仿真31-32
• 3.5 釜溫的自適應(yīng)模糊PID控制器設(shè)計(jì)及仿真32-38
• 3.5.1 輸入量的模糊化33
• 3.5.2 隸屬度確定33-34
• 3.5.3 確立模糊規(guī)則34-35
• 3.5.4 解模糊化35-36
• 3.5.5 PVC聚合溫度自適應(yīng)模糊PID控制器仿真分析36-38
• 3.6 本章小結(jié)38-40
• 4 釜溫的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器設(shè)計(jì)40-56
• 4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介40-41
• 4.2 基于單神經(jīng)元的PID控制41-43
• 4.3 單神經(jīng)元PID控制器仿真分析43-47
• 4.3.1 對(duì)階躍信號(hào)的跟蹤43-44
• 4.3.2 對(duì)外部干擾的適應(yīng)性44-46
• 4.3.3 對(duì)外部發(fā)生變化時(shí)的適應(yīng)性46-47
• 4.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)在線整定的PID控制47-50
• 4.4.1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID參數(shù)在線整定原理47-48
• 4.4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)在線整定PID控制器算法分析48-50
• 4.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器的仿真研究50-52
• 4.5.1 對(duì)階躍信號(hào)的跟蹤50-51
• 4.5.2 對(duì)外部干擾的適應(yīng)性51-52
• 4.5.3 系統(tǒng)對(duì)象參數(shù)發(fā)生變化時(shí)的適應(yīng)性52
• 4.6 控制方案的仿真對(duì)比分析52-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 5 總結(jié)與展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 研究生期間主要成果62-63
• 致謝63

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