连续搅拌反应釜系统的自抗扰控制

2012年03月16日11:40:48 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

杨慧中，苏思贤
江南大学通信与控制工程学院，江苏无锡

摘　　　要：针对连续搅拌反应釜系统（ＣＳＴＲ）大滞后，大惯性以及动态特性随工况不确定性变化的特点，通过设计参数可调的跟踪微分器和扩张状态观测器，改进经典ＰＩＤ算法的固有缺陷，提出不依赖于精确ＣＳＴＲ模型的离散自抗扰控制方案采用西门子新一代工业可编程控制器ＳＩＭＡＴＩＣＰＣＳ７在多功能过程与控制系统的ＣＳＴＲ实验仿真对象上实现了温度的稳定控制试验结果表明，用ＡＤＲＣ技术建立的连续搅拌反应釜控制系统对被控对象模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性，动态性能良好

关　键　词：连续搅拌釜式反应器系统；多功能过程与控制系统；自抗扰控制；ＳＩＭＡＴＩＣＰＣＳ

１　引　言
连续搅拌釜式反应器（ＣＳＴＲ－ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＳｔｉｒｒｅｄＴａｎｋＲｅａｃｔｏｒ）是一种常见的过程工业设备，由于反应釜内化学反应的多样性和复杂性，一般常规的ＰＩＤ控制已不能满足要求。文献［１－３］分别基于反馈线性化的预测函数控制算法、联姻遗传算法、改进的一般化学习网络内模控制算法对ＣＳＴＲ系统进行了研究。但是这些算法都要求ＣＳＴＲ数学模型精确，由于机理建模法涉及到物料平衡、能量平衡和反应动力学等一系列问题，获取反应过程的精确数学模型往往十分困难，因而限制了这些算法的实际应用。自抗扰控制是韩京清研究员在研究分析经典ＰＩＤ控制的基础上，汲取其思想精华，将现代控制理论对控制系统的新认识和现代信号处理技术相结合而提出的一种新型实用控制器［４］。自抗扰控制把被控对象模型中的未知部分和未知干扰都认为是系统的总扰动，通过扩张状态观测器对系统总扰动的估计，进而使用非线性配置形成的控制量来实现对被控对象的控制。由于自抗扰控制技术这种独特的控制思想，使得自抗扰控制器对非线性、大惯性、不确定时滞的复杂系统具有较好的控制品质，同时能自动补偿由于工况变化等而造成的各种扰动，算法简单，易于实现［５］。因此，本文提出一种ＣＳＴＲ的离散自抗扰控制方案，在未知ＣＳＴＲ精确模型的情况下，采用西门子的ＳＩＭＡＴＩＣＰＣＳ７作为控制器，在多功能过程与控制系统ＭＰＣＥ－１０００平台［６］上进行ＣＳＴＲ仿真调试，并在不同工况下与常规ＰＩＤ控制进行比较，运行结果验证了自抗扰控制的有效性和优越性。

登录网站后可下载文件

连续搅拌反应釜系统的自抗扰控制

相关阅读: