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基于模糊-PID复合的二甲醚合成温温控制研究

作　者: 徐延鹏
导　师: 陈良才
学　校: 华中科技大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 二甲醚模糊及PID控制温度压力
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

利用煤气化多联产装置供给的CO和H2,在催化剂的作用下,可以合成出燃烧性能好、无污染的清洁液体燃料——二甲醚。但合成二甲醚的反应需要先建立一个高温高压的反应条件,而且合成反应是放热反应,故从热量控制来看,是先加热后冷却。传统的PID控制难以达到反应的温度和压力要求。为此需要研究一种静态性能和动态性能都比较好的控制系统。对于二甲醚合成这样一个多输入、多输出且带有明显滞后的复杂系统,采用了模糊控制及PID控制复合的控制策略。模糊控制对系统的非线性有良好的适应性,还可有效克服系统的滞后,调节迅速,故对于复杂系统,模糊控制的动态性能比较好。而在小偏差范围内,PID控制的稳态性能比较好。模糊控制与PID控制复合,就可将两种控制策略的优势都发挥出来。本文从模糊控制及PID控制的基础理论出发,根据测量得到的系统特性,及前期实验得到的基本规律,建立模糊控制规则,设计出合理的模糊控制器,在此基础上建立了基于IPC610BP工控机的二甲醚合成反应的温度和压力控制系统。该控制系统将现场采集的被控工艺参数,与设定值比较后得到偏差及偏差变化率;偏差及偏差变化率作为模糊控制器的二元输入;二元输入经过模糊控制器运算得到合理的输出;输出的调节命令传送到各有关执行机构实现系统的闭环控制。当偏差减小到一定值时,模糊控制切换为PID控制,以实现较好的稳态控制效果。通过选用模糊-PID控制后,控制系统的响应时间短,并且很快稳定在设定值附近,温度的偏差为±1℃,稳态误差为±0.4%。压力的偏差为±0.1MPa,稳态误差为±4%,温度和压力的稳态误差在工艺要求的范围内。对温度和压力的控制做了干扰实验,证明该控制系统有一定的抗干扰能力,即有较强的稳定性。

基于模糊-PID复合的二甲醚合成温温控制研究

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