安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称 反应釜的温度控制系统学 院 电气信息学院专业班级仪表 093姓 名 学 号099064035摘要 反应釜是化工生产过程中的重要设备，反应过程中伴随有大量的吸、放热现象，具有大滞后、时变、非线性、反应机理复杂等特点. 传统的 PID 控制是一种基于过程参数的控制方法。具有控制原理简单、稳定性好、可靠性高、参数易调整等优点，但其设计依赖于被控对象的精确数学模型，在线橄定参数的能力差，而反应釜因为机理复杂、各个参数在系统反应过程中时变，不能建立精确的数学模型，不能满足系统在不同条件下对参数自整定的要求，因而采纳一般的 PID 控制器无法实现对反应釜的精确控制。 模糊控制是一种基于规则的语言控制，在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型，鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱，控制效果好。但模糊控制器是以误差和误差变化作为输入变量，这种控制器具有模糊比例一微分控制作用，精度不太高、稳态误差较大、自适应能力有限和易产生振荡现象。 预测控制是一种优化控制算法，它是通过对某一性能指标的最优来确定未来的控制作用的，具有对模型要求低、鲁棒性好、适用于数字计算机控制的优点。由于计算机模型预测控制具有良好的跟踪性能，能有效地提高系统的稳定性和消除误差，对滞后过程有明显控制效果，更加符合工业温度控制的实际要求，从而大大提高了温度控制系统的性能。 本文比较全面的分析了反应釜温度变化的特点以及控制难点，总结当前温度控制系统精度差的根本原因，在此基础上采纳基于预侧的模糊自整定 PID 集成控制技术实现反应釜温度控制，其主要思想是利用系统模型的预测输出，结合常规 PID 的控制经验，采纳模糊推理方法，对控制器算法进行改进。实验结果表明，与通常的 PID 控制方案相比，该方案提高了系统的鲁棒性和适应性，较好的解决了反应釜温度控制的难题。 课题完成了反应釜温度控制系统的硬件电路的设计、系统软件的编译与调试，对基于预测的模糊自整定温度控制系统进行了仿真与实验讨论，与 PID 控制方法相比，控制性能更加稳定，可靠性更高，实时性、适应性、鲁棒性都显著增强，控制效果较好。关键词:反应釜，预铡控制，模糊控制，PID 控制 Abstract Reactor is the important equipment in the process of chemical production, the chemical reaction accompanied by phenomenon whereby heat is li...
