基于自适应观测器的ＣＳＴＲ系统有界控制

2012年04月13日17:24:09 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：传感器

宋运忠，陈　辉
河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作

摘　　　要：为确保控制器输出在其允许的物理限制范围内和克服进料流速波动对期望浓度响应的影响，针对连续搅拌槽反应釜（ＣＳＴＲ）系统，采用了一种出口浓度控制和进料流速估计的算法，这种简单的控制策略考虑到作为输入变量的冷却剂流速的有界属性，借助自适应观测器得到进料流速和系统状态。由于考虑了进料流速波动的影响，所提策略对实际生产中由于设备长期运行造成的进料管内污垢的累积导致的流速降低、调节阀或传感器故障导致的流速扰动等具有较强的适应性，同时自适应观测器的输出也可对设备的健康诊断提供技术支持，为非线性过程控制对象的控制、检测和诊断的一体化提供了一种选择。通过Ｍａｔｌａｂ仿真验证了算法的有效性，结果表明控制器和自适应观测器参数整定简单，具有很好的稳定性和鲁棒性。

关　键　词：ＣＳＴＲ系统；有界控制；自适应观测器

１　引　言
连续搅拌槽反应釜（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｓｔｉｒｒｅｄｔａｎｋｒｅａｃｔｏｒ，ＣＳＴＲ）［１２］系统是一复杂的非线性系统，其不可逆放热反应会导致反应速率降低，因此需要调节冷却剂流速实现浓度控制。Ｒａａｔｔｏ［３］提出了ＣＳＴＲ系统控制的ＰＩ算法，Ｌｅｅ和Ｓｕｌｌｉｖａｎ［４］及Ｋｒａｖａｒｉｓ和Ｃｈｕｎｇ［５］提出了线性反馈算法。因以上方法对ＣＳＴＲ系统的非线性考虑不足，控制效果欠理想。基于以上考虑，本文根据ＣＳＴＲ系统的非线性和进料流速波动的特点并顾及冷却剂流速的物理限制，设计简单的控制器［６］，并借助自适应观测器［７］确保了期望浓度的稳定。本文的工作是设计控制器来实现浓度的控制，同时自适应观测器来对系统状态和进料流速进行监测，并通过仿真验证其有效性。

登录网站后可下载文件

基于自适应观测器的ＣＳＴＲ系统有界控制

相关阅读: