MFAC在PVC反应釜温度控制中的应用

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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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