自抗扰控制器在聚丙烯反应釜中的应用

2014年01月22日10:04:43 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：

陶洪峰，张　华，霰学会，沈璐毅

（江南大学教育部轻工过程先进控制重点实验室，江苏无锡　２１４１２２）

摘　　　要：聚丙烯生产过程受内部放热反应及入料温度等影响，具有时滞、大惯性和动态不确定的特点，基于离散自抗扰控制技术（ＡＤＲＣＡｃｔｉｖｅＤｉｓｔｕｒｂａｎｃｅＲｅｊｅｃｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ），通过参数整定跟踪微分器和扩张状态观测器，合理安排过渡过程并估计扰动，利用误差信号设计非线性反馈控制律，以实现聚丙烯反应釜的温度控制。较后借助ＭＰＣＥ实验装置，采用ＳＩＭＡＴＩＣＰＣＳ７控制器进行温度控制及干扰和变负荷实验，不同工况下的实验结果表明该方法具有很好的适应性和鲁棒性，且同等工况下的动态性能优于传统ＰＩＤ控制方法。

关　键　词：自抗扰控制；聚丙烯；温度控制；ＰＣＳ７

１　引　言

工业聚丙烯反应是一类重要的间歇生产过程，其过程工艺复杂，具有大滞后、时变和不确定等特性［１］，为满足当今对节能降耗的要求，很多先进控制被提出用于该过程：如混合遗传算法［２］、模型分解预测控制［３］、神经网络内模控制算法［４］、反馈线性化方法［５］等。但这些方法都需要获知系统的精确数学模型，而机理建模方法涉及物料平衡、能量守恒和化学反应过程等一系列问题，实际中很难得到具体模型；文献［６，７］所用方法基于对对象模型的估计建模，无法保证模型的精确度；文献［８］基于ＰＩＤ的变论域模糊控制方法，提高了模糊值的自适应能力，但其参数的模糊整定复杂，不利于实际的推广使用，因此上述先进算法的实用性受到很大限制。

本文以聚合反应釜为对象，设计了基于离散自抗扰控制的温度控制系统，在不同工况下与传统ＰＩＤ控制的控制效果对比，表明了自抗扰算法的优越性和有效性。

２　自抗扰控制原理

自抗扰控制是一种基于传统ＰＩＤ控制，运用特殊非线性效应而提出的新型实用技术，该算法不依赖于对象的精确模型。通过前馈方法补偿系统内外的总扰动，特别适于对不确定对象的控制［９］。自抗扰控制器主要由跟踪微分器（ＴＤｔｒａｃｋｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｏｒ）、扩张状态观测器（ＥＳＯｅｘｔｅｎｄｅｄｓｔａｔｅｏｂｓｅｒｖｅｒ）和非线性误差反馈控制律三部分构成［１０］，以二阶对象为例，其结构，如图１所示。

登录网站后可下载文件

自抗扰控制器在聚丙烯反应釜中的应用

相关阅读: