本文關鍵詞：餐廚垃圾處理自動控制系統(tǒng)設計及算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：餐廚垃圾資源化利用不但優(yōu)化了能源結(jié)構(gòu),而且減輕了環(huán)境壓力,對經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義,在實際生產(chǎn)過程中,保證產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量是企業(yè)的首要任務。反應釜作為整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)最關鍵的部分,對其建立模型并分析自身特性是確定有效的控制算法的必要途徑。本文首先介紹了連續(xù)攪拌反應釜(Continuous Stirred Tank Reactor,CSTR)的結(jié)構(gòu)及其控制過程,在了解其工作原理和控制要求后,對CSTR系統(tǒng)進行機理建模;理論上分析了模型的穩(wěn)定性,通過simulink仿真驗證了中溫平衡點的不穩(wěn)定特性;為進一步分析系統(tǒng)特性,對系統(tǒng)的機理模型進行了無量綱化處理,并通過仿真驗證系統(tǒng)存在三個穩(wěn)定點,不僅表明系統(tǒng)具有非線性特性,同時再次驗證了中溫穩(wěn)定點的不穩(wěn)定性。其次根據(jù)CSTR系統(tǒng)的非線性特點以及CSTR系統(tǒng)需要具有較好跟隨特性與較快動態(tài)響應特性的要求,采用非線性預測控制算法對CSTR控制系統(tǒng)進行研究;為改善系統(tǒng)的動態(tài)響應特性,將遞歸最小二乘法與預測算法相結(jié)合,設計了利用優(yōu)化算法得到最優(yōu)控制參數(shù)的非線性自適應預測控制算法;在Matlab環(huán)境下對CSTR系統(tǒng)進行了算法仿真,根據(jù)仿真結(jié)果分析了控制系統(tǒng)的快速響應特性。最后根據(jù)實際工程中的控制要求,完成了控制系統(tǒng)中下位機的軟、硬件設計,并且在組態(tài)軟件中實現(xiàn)了設備遠程控制與工藝參數(shù)的監(jiān)控功能。
【關鍵詞】：連續(xù)攪拌反應釜 溫度控制 非線性預測控制 自適應控制
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X799;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題的背景以及研究意義8-9
• 1.2 反應釜控制技術的現(xiàn)狀9-10
• 1.3 連續(xù)反應釜控制的難點10
• 1.4 先進控制理論的特點和應用10-12
• 1.5 本文的主要工作及章節(jié)安排12-14
• 第2章 系統(tǒng)工藝流程介紹及主反應釜模型分析14-26
• 2.1 工藝流程簡介14
• 2.2 連續(xù)攪拌釜控制過程及其機理模型分析14-23
• 2.2.1 連續(xù)攪拌釜控制過程14-16
• 2.2.2 CSTR機理模型的建立16-20
• 2.2.3 CSTR機理模型的simulink仿真與分析20-23
• 2.3 CSTR模型的無量綱化23-25
• 2.3.1 模型無量綱化23
• 2.3.2 CSTR無量綱化后的仿真23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 CSTR數(shù)值NMPC算法26-44
• 3.1 非線性預測控制算法26-29
• 3.1.1 非線性預測控制的基本原理26-27
• 3.1.2 非線性預測控制算法實現(xiàn)27-29
• 3.2 預測模型的建立29-35
• 3.2.1 數(shù)值穩(wěn)態(tài)模型29-32
• 3.2.2 線性ARX模型32-34
• 3.2.3 數(shù)值穩(wěn)態(tài)-ARX串聯(lián)模型34-35
• 3.3 NMPC控制器設計35-39
• 3.3.1 滾動優(yōu)化輸出預測35-37
• 3.3.2 在線優(yōu)化37-39
• 3.4 系統(tǒng)仿真39-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第4章 CSTR系統(tǒng)的自適應NMPC算法44-56
• 4.1 自適應控制的基本原理44-45
• 4.2 預測模型的建立45-47
• 4.2.1 數(shù)值穩(wěn)態(tài)-ARX并聯(lián)模型45-46
• 4.2.2 具有二次平方項的預測模型46-47
• 4.3 自適應NMPC控制器設計47-52
• 4.3.1 自適應算法47-48
• 4.3.2 滾動優(yōu)化輸出預測48-52
• 4.4 系統(tǒng)仿真52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 第5章 餐廚垃圾處理過程監(jiān)控系統(tǒng)設計56-72
• 5.1 下位機設計57-64
• 5.1.1 硬件要求及選擇設計57-58
• 5.1.2 控制系統(tǒng)I/O地址分配58-59
• 5.1.3 電氣控制原理以及程序設計59-64
• 5.2 監(jiān)控畫面設計64-66
• 5.2.1 組態(tài)要求及選擇設計64
• 5.2.2 監(jiān)控畫面的設計64-66
• 5.3 力控與MATLAB的OPC通信66-70
• 5.3.1 OPC技術簡介67-68
• 5.3.2 OPC和DDE的比較68
• 5.3.3 力控與MATLAB的OPC通信的建立68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 第6章 總結(jié)與展望72-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文78-80
• 致謝80

  本文關鍵詞：餐廚垃圾處理自動控制系統(tǒng)設計及算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：453653