本文關(guān)鍵詞：維生素C生產(chǎn)過程中濃縮工段溫度控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在維生素C生產(chǎn)的濃縮工段不僅要求溫度嚴格控制在某個范圍之內(nèi),還要根據(jù)現(xiàn)場條件實時改變當(dāng)前溫度值。而濃縮工段溫度控制具有非線性、時變性、大滯后、強耦合、難建模等特點。常規(guī)PID控制效果的好壞完全取決于對PID參數(shù)的整定和優(yōu)化,在工控現(xiàn)場一般根據(jù)工程師的實際經(jīng)驗來調(diào)整PID參數(shù),這種控制應(yīng)用在在非線性和時變系統(tǒng)時會由于控制不夠及時或不精確而導(dǎo)致控制效果不理想。本文首先對維生素C生產(chǎn)過程中濃縮工段進行機理分析,分別從溫度、液位、蒸發(fā)量等角度證明了控制過程中存在的不確定性、強耦合、大滯后等問題,單純的PID控制難以達到工藝要求。然后分別研究了目前常規(guī)PID控制和模糊控制理論,針對常規(guī)PID穩(wěn)態(tài)誤差小、易實現(xiàn)和模糊控制穩(wěn)定、魯棒性好的特點,采用模糊自適應(yīng)整定PID控制算法,即把控制條件和PID參數(shù)整定經(jīng)驗用模糊集表示,并把這些模糊控制規(guī)則和有關(guān)信息等存入計算機知識庫,然后計算機根據(jù)控制系統(tǒng)實際響應(yīng),運用模糊推理,自動調(diào)整PID參數(shù)至最佳。由MATLAB仿真對比常規(guī)PID和模糊自適應(yīng)整定PID控制,模糊自適應(yīng)整定PID控制幾乎無超調(diào),達到穩(wěn)定時間較短。在此基礎(chǔ)上,以北京和利時集散控制系統(tǒng)(DCS)為硬件平臺,進行溫度采集和PID控制,以MATLAB作為軟件平臺,進行模糊自適應(yīng)整定PID運算,通過OPC協(xié)議連接MATLAB和集散控制系統(tǒng),通過MATLAB運算結(jié)果修正PID控制器參數(shù),從而提高控制精度和控制速度,取得比常規(guī)PID更好的控制效果。
【關(guān)鍵詞】：維生素C生產(chǎn)過程 溫度控制 模糊自適應(yīng)整定PID DCS OPC協(xié)議
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ466.3;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題的研究意義9-12
• 1.1.1 國內(nèi)外維生素生產(chǎn)現(xiàn)狀9
• 1.1.2 維生素C生產(chǎn)的發(fā)展簡史9-12
• 1.2 模糊控制理論的產(chǎn)生和發(fā)展12
• 1.3 本課題主要內(nèi)容12-15
• 第2章 維生素C生產(chǎn)工藝過程15-25
• 2.1 維生素C工業(yè)生產(chǎn)的工藝流程15-21
• 2.1.1 發(fā)酵工段介紹15-18
• 2.1.2 提煉工段介紹18-19
• 2.1.3 轉(zhuǎn)化工段介紹19-21
• 2.1.4 精制工段介紹21
• 2.2 濃縮工段機理分析21-24
• 2.2.1 濃縮設(shè)備介紹21-22
• 2.2.2 濃縮工段理論分析22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 濃縮工段溫度控制算法研究25-43
• 3.1 引言25-27
• 3.2 模糊控制理論27-28
• 3.2.1 模糊集合和模糊邏輯27-28
• 3.2.2 模糊推理28
• 3.3 模糊計算28-29
• 3.4 模糊自適應(yīng)PID參數(shù)整定原理29
• 3.5 濃縮工段模糊自適應(yīng)PID控制器設(shè)計29-36
• 3.6 仿真分析36-41
• 3.6.1 濃縮工段研究36-37
• 3.6.2 建立模糊系統(tǒng)37-39
• 3.6.3 仿真分析39-41
• 3.7 本章小結(jié)41-43
• 第4章 基于模糊自適應(yīng)PID溫度控制系統(tǒng)設(shè)計43-55
• 4.1 集散控制系統(tǒng)簡介43-44
• 4.1.1 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史43-44
• 4.1.2 集散控制系統(tǒng)的展望44
• 4.2 和利時集散控制系統(tǒng)介紹44-45
• 4.3 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計45-50
• 4.3.1 濃縮工段操作步驟45-47
• 4.3.2 濃縮工段系統(tǒng)設(shè)計47-50
• 4.4 MATLAB與DCS之間的數(shù)據(jù)交換50-53
• 4.4.1 OPC簡介50-51
• 4.4.2 基于OPC的MATLAB與DCS的實時通訊實現(xiàn)51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻57-61
• 致謝61-63
• 個人簡歷63

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