纺织业在我国一直以来都是重要的传统优势产业,也是重要的出口行业。印染过程作为纺织生产的重要环节,影响着纺织面料的质量和染色效果。现代印染企业采用自动化的生产设备,印染工艺流程和各种工艺标准都是由人工设定并由设备自动控制完成。因此印染控制器的功能和算法对于染色效果起到了至关重要的作用,也是整个印染控制的核心。国外对印染控制电脑的研发要早于我国,无论在工艺水平还是先进算法方面都远远领先于国内的同类产品,国内研制的染色控制电脑功能简单,采用常规的PID控制算法,由于工况的多变性和印染设备的特殊性,控制效果不理想,达不到产品的工艺要求,严重影响到产品的质量。 为了提高国产染色控制电脑的控制质量,针对印染设备和工艺的特点,由开发先进的控制算法程序,内嵌在XYC-9000系列染色液晶控制电脑中,改变国产染色控制电脑控不住,效果差的局面。 在本项目的研发过程中,深入印染生产厂,获取染色设备的第一手资料,求取对象特性和工艺要求,并根据实际工况的时变性和被控对象非线性及复杂性的特点,开发智能专家控制系统,研究PID参数的智能自整定和自适应的收敛优化,并在已有算法的基础上完善及仿真,优化了PID参数的在线调整,取得较好的效果。 本文的研究工作主要分为以下几个部分： 1.深入印染厂进行调研,通过对被控对象做飞升曲线实验后求得典型染筒设备的对象特性。 2.基于印染设备大惯性、小时滞的特性,开发智能PID专家控制系统,并研究各种有效的控制策略,在实验室进行仿真及调试,最后嵌入到印染控制电脑中,投入实际生产运行。 3.由于被控对象的多变性特点,开发PID参数自整定算法,根据控制周期内系统响应曲线各项特征参数,应用专家经验修正PID参数,改善系统性能。 4.针对印染工艺过程温度控制的多段性特点,根据自整定算法得出的PID参数为初值,进行PID自适应算法的研究,能在线根据实际情况动态改变PID参数,更好适应工况及环境的变化。 5.针对文献提出的单参数PID工程整定法进行深入研究,提出单参数法在工程上近似常规PID控制效果的适用范围。 6.在印染生产现场对印染设备进行控制系统的调试和运行,验证本文部分算法在实际运行过程中的有效性和不足,并加以改进。 本文的研究工作是基于实际工程应用领域,部分算法已经过实际生产过程的验证,其余算法也经过电脑的仿真,具有一定的实用性,但仍需要进行进一步的完善及相关方面的研究。