随着人们文化生活水平的提高,对印刷品的质量要求越来越高。2016年,全国印刷业总营业收入约1.2万亿元,已经位居全球第二,其中包装装潢印刷占总营业收入的79%。然而,近年来北京等地雾霾频发,印刷业因VOCs(Volatile Organic Compounds,挥发性有机物)排放引发的环保问题越来越引起人们的关注。2015年,国家发展改革委、环保部、财政部联合制定的《挥发性有机物排污收费试点办法》中,明确将包装印刷行业列为VOCs排污费征收的两大试点行业之一。因此,解决印刷业的VOCs排放问题已不仅是环境问题也是印刷企业生存和发展的迫切需求。目前,印刷业解决VOCs问题主要有三种途径:源头削减、过程控制以及末端治理。源头削减需要企业大量投资新增环保设备,而末端治理又是排放后弥补措施,过程控制是一种重要手段。然而,由于印刷工艺复杂性、材料印刷适性、设备的印刷特性与机械特性的耦合等因素,整个印刷过程处于时变、非线性、多参数干扰等因素的作用下,实现印刷业VOCs过程控制是亟待解决的难题。美国伊利诺伊大学公共卫生学院Wadden教授等学者从1995年开始通过试验方法研究印刷业胶印过程的VOCs扩散机理,但对凹印及其它印刷工艺涉及较少。本文依据描述气体扩散现象的菲克定律(Fick,s1aw),构建了一种基于T-S(Takagi-Sugeno)模糊控制的印刷车间VOCs扩散过程观测器(Observer)。通过状态变量重构,将VOCs扩散过程的非线性关系线性化处理,以便对印刷过程VOCs扩散进行监测与控制。首先,根据菲克定律,对印刷车间VOCs扩散过程进行描述,分析了印刷车间VOCs的质量平衡、组份质量守恒及动量守恒等特征和影响因素,提出了印刷车间VOCs观测器的构建流程。其次,采用T-S模糊控制理论,建立了描述印刷车间VOCs扩散过程的数学模型。再次,研发了基于T-S模糊控制的印刷车间VOCs观测器,采用MATLAB软件编程对该观测器进行仿真验证,仿真验证与相关文献结果基本一致。最后,在此基础上,对北京某印刷公司印刷车间的VOCs进行了现场检测,根据实际检测的数据对所建立的观测器进行实测数据验证,通过试验研究,验证了观测器的实用性。研究结果表明:通过仿真及实测数据试验,验证了所提出的基于T-S模糊控制的印刷车间VOCs观测器的有效性和实用性,实现了印刷车间VOCs的监测与控制,为印刷业VOCs的过程控制提供了一种有效途径。