原标题:模糊PID控制在反应釜控温设备中的应用
化工行业在我国国民经济发展中占有重要地位,其中反应釜作为化工生产中实现化学反应的主要设备。在实际的化工生产过程中,反应釜的温度决定了产品的产量、质量,有时甚至影响到生产过程中的安全性。
反应釜的温度控制占有着极为重要的地位。在实际的化工生产过程中,温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。
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。因此如何对反应釜内化学反应温度进行精确、有效的控制,显得至关重要。
然而,由于温度控制系统的过程复杂多变,具有不确定性,因此温度系统的要求更为先进的控制技术和控制理论。反应釜控温设备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准确数学模型,鲁棒性强,干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱,摔制效果好。
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准确数学模型,在线整定参数的能力差,而反应釜因为机理复杂、各个参数在系统反应过程中时变,不能建立准确的数学模型,不能满足系统在不同条件下对参数自整定的要求,因而采用一般的PID控制器无法实现对反应釜的准确控制。
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-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较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。
反应釜控温设备总结当前温度控制系统精度差的根本原因,在此基础上采用基于预测的模糊自整定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,采用模糊推理方法,对控制器算法进行改进。
模糊PID控制的反应釜控温设备与普通控制方案相比,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。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。