發(fā)布時間：2020-08-27 17:48

【摘要】：夾套式反應釜是工業(yè)結(jié)晶工程中常用的生產(chǎn)裝置,溫度控制是調(diào)節(jié)此類反應釜生產(chǎn)過程的主要手段。由于存在大時滯響應,傳統(tǒng)的控制方法應用于這種溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)很難取得較好的控制效果,經(jīng)常會出現(xiàn)溫度超調(diào)量大,抗擾不及時,以及系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題。本文設(shè)計了一個能克服上述問題的溫度控制系統(tǒng),提出了一個基于階躍響應辨識實驗的結(jié)晶反應釜溫度響應傳遞函數(shù)建模方法,給出了一種基于預估器的控制方案,并且將其與迭代學習算法相結(jié)合,通過批次運行,對設(shè)定點參考軌跡進行學習優(yōu)化,獲得較好的跟蹤控制效果。本文所設(shè)計溫度控制系統(tǒng)以Lab VIEW軟件為上位機實現(xiàn)過程監(jiān)測,以PLC作為下位機控制執(zhí)行器的設(shè)計結(jié)構(gòu)。對于加熱過程,PLC產(chǎn)生脈寬調(diào)制波信號通過固態(tài)繼電器的作用間接調(diào)節(jié)浸入式加熱管功率;對于制冷過程,PLC數(shù)字給定變頻器的頻率值,通過V/F控制技術(shù)改變壓縮機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)制冷功率。選用鉑熱電阻(PT100)獲得反應釜溶液較高精度的溫度測量值,傳送給上位機進行計算處理。所設(shè)計LabVIEW上位機程序執(zhí)行編譯控制算法、數(shù)據(jù)通訊以及信號處理等功能,方便的人機交互界面方便了使用者進行操作。為了辨識4L夾套式結(jié)晶反應釜升溫和降溫過程的動態(tài)響應特性,本文提出一個基于階躍響應實驗的傳遞函數(shù)模型辨識算法,通過引入衰減因子對過程頻域響應進行估計,采用帶時滯參數(shù)的二階積分模型進行擬合,能達到較好的辨識效果。為了解決大時滯響應的不利影響,本文根據(jù)近期文獻給出的一個廣義預估控制結(jié)構(gòu),提出了一種簡化結(jié)構(gòu)的預估控制方案,采用兩個穩(wěn)定的濾波器來預估無時滯的輸出響應,由此給出了一個兩自由度控制器設(shè)計方法,能明顯改善控制性能。為了優(yōu)化控制效果,本文將該簡化預估控制器結(jié)構(gòu)與迭代學習算法相結(jié)合,通過批次運行產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù),對設(shè)定點參考軌跡進行優(yōu)化,從而獲得改進的溫度設(shè)定值跟蹤效果�；颈疚�4L夾套式結(jié)晶反應釜溫度控制系統(tǒng)實驗平臺,分別針對升溫和降溫控制兩類過程進行模型辨識和控制系統(tǒng)設(shè)計。溫度控制實驗結(jié)果驗證了本文所設(shè)計的控制系統(tǒng)和給出的模型辨識與控制優(yōu)化方法的有效性,相較于現(xiàn)有的一些控制方法的控制效果有明顯改善。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ052

【參考文獻】

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本文編號：2806419