【摘要】：夾套式反應(yīng)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(yīng)釜生產(chǎn)過程的主要手段。由于存在大時(shí)滯響應(yīng),傳統(tǒng)的控制方法應(yīng)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(huì)出現(xiàn)溫度超調(diào)量大,抗擾不及時(shí),以及系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)能克服上述問題的溫度控制系統(tǒng),提出了一個(gè)基于階躍響應(yīng)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)的結(jié)晶反應(yīng)釜溫度響應(yīng)傳遞函數(shù)建模方法,給出了一種基于預(yù)估器的控制方案,并且將其與迭代學(xué)習(xí)算法相結(jié)合,通過批次運(yùn)行,對設(shè)定點(diǎn)參考軌跡進(jìn)行學(xué)習(xí)優(yōu)化,獲得較好的跟蹤控制效果。本文所設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)以Lab VIEW軟件為上位機(jī)實(shí)現(xiàn)過程監(jiān)測,以PLC作為下位機(jī)控制執(zhí)行器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。對于加熱過程,PLC產(chǎn)生脈寬調(diào)制波信號(hào)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(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)制冷功率。選用鉑熱電阻(PT100)獲得反應(yīng)釜溶液較高精度的溫度測量值,傳送給上位機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理。所設(shè)計(jì)LabVIEW上位機(jī)程序執(zhí)行編譯控制算法、數(shù)據(jù)通訊以及信號(hào)處理等功能,方便的人機(jī)交互界面方便了使用者進(jìn)行操作。為了辨識(shí)4L夾套式結(jié)晶反應(yīng)釜升溫和降溫過程的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,本文提出一個(gè)基于階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)的傳遞函數(shù)模型辨識(shí)算法,通過引入衰減因子對過程頻域響應(yīng)進(jìn)行估計(jì),采用帶時(shí)滯參數(shù)的二階積分模型進(jìn)行擬合,能達(dá)到較好的辨識(shí)效果。為了解決大時(shí)滯響應(yīng)的不利影響,本文根據(jù)近期文獻(xiàn)給出的一個(gè)廣義預(yù)估控制結(jié)構(gòu),提出了一種簡化結(jié)構(gòu)的預(yù)估控制方案,采用兩個(gè)穩(wěn)定的濾波器來預(yù)估無時(shí)滯的輸出響應(yīng),由此給出了一個(gè)兩自由度控制器設(shè)計(jì)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(yù)估控制器結(jié)構(gòu)與迭代學(xué)習(xí)算法相結(jié)合,通過批次運(yùn)行產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù),對設(shè)定點(diǎn)參考軌跡進(jìn)行優(yōu)化,從而獲得改進(jìn)的溫度設(shè)定值跟蹤效果�；颈疚�4L夾套式結(jié)晶反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別針對升溫和降溫控制兩類過程進(jìn)行模型辨識(shí)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。溫度控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)和給出的模型辨識(shí)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(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ052

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2806419