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MFAC在PVC反应釜温度控制中的应用

作　者: 邓鹏
导　师: 侯忠生
学　校: 北京交通大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 聚氯乙烯恒温控制无模型自适应控制串级控制反应釜聚合机理传热模型
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

非线性、时变性、大时滞、大惯性等一类复杂控制系统的研究一直是控制学科的热点和难点。对于以上一类复杂控制系统,由于多数先进控制算法均以建立数学模型为基础,存在对受控系统数学模型结构的依赖和未建模动态两个问题。实际中由于生产工艺和生产装置的不确定性,使得先进控制的模型产生失配现象,系统运行效果不好。无模型自适应控制(MFAC)算法不依赖于建模,仅利用I/O数据设计控制器,将MFAC应用于复杂系统,是一项非常有意义的研究工作。本文以化工反应过程中间歇式反应釜为研究对象,将MFAC应用在VCM聚合过程恒温阶段的釜温控制上,控制其温度在规定的范围之内。VCM聚合过程其机理复杂,具有很强的非线性、时变性、大惯性,而且反应釜具有较大热容,是一个具有较大时滞的控制对象。本文综合了前人在反应动力学方面的研究成果,针对特定的反应釜、工艺及产品,建立了传热模型,综合得到聚合过程的数学模型,用来产生I/O数据。文中的所用到的模型仅用来产生输入输出数据,而不参与控制器设计。本文的主要工作如下:1、采用Matlab仿真,验证了MFAC在复杂对象控制系统中的有效性。对比了紧格式线性化(TFL-MFAC)和偏格式线性化(PFL-MFAC)的控制效果,证明了在复杂系统中,偏格式线性化的控制效果较紧格式线性化的控制效果要好,并给出了相应的解释。2、研究了串级MFAC,通过仿真对比了冷却水温有较大的扰动下的单回路MFAC和串级MFAC的控制效果,并给出了相应的解释。3、结合前人研究的VCM聚合动力学模型,针对具体的工艺和反应釜构建了VCM聚合过程的传热模型,综合得到聚合过程的数学模型,对工业生产中遇到的实际情况做出了模拟,对实际生产有指导意义。

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