本文關鍵詞：基于模型的夾套式反應釜溫度控制系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：夾套式反應釜是化工生產過程中的常用反應容器,溫度控制作為夾套式反應釜的主要調控手段之一,長期以來是化工過程控制領域的一個重要研究課題。由于反應釜系統(tǒng)的間接傳熱方式和內部反應的復雜性,在控制工程中屬于典型的時滯、大慣性、非線性系統(tǒng)。由于傳統(tǒng)的控制方法具有調節(jié)溫度超調量大、過渡過程時間較長等明顯缺點,有待于發(fā)展先進的控制算法來克服這些缺陷。針對現有夾套式反應釜溫度控制裝置控制精度不高、運行耗能高、人機交互不友好的問題,本文設計開發(fā)了一套由PLC、變頻器、壓縮機、加熱管、熱電偶、上位機等組成的溫度控制系統(tǒng)�；贚abVIEW軟件包開發(fā)的上位機監(jiān)控系統(tǒng)能提供直觀的人機交互界面和硬件數據通訊,便于編程實現復雜的控制算法及存儲歷史監(jiān)控數據。PLC在整個系統(tǒng)中是控制算法和被控對象間的重要紐帶,一方面將反應釜實時溫度信息傳送給上位機,另一方面實時接收上位機的控制信號對執(zhí)行機構進行調控。針對4升的夾套式反應釜,根據其能量傳遞特性,對其升溫和降溫響應過程建立帶有時滯的積分型傳遞函數模型,并且提出了一種基于階躍響應的模型參數辨識方法。為了克服傳統(tǒng)單位反饋控制系統(tǒng)設計方法產生較大升降溫超調量的缺點,本文采用二自由度內�？刂平Y構,提出了一個基于系統(tǒng)模型設計設定點跟蹤和抗負載干擾的新方法,并且針對實際過程中控制信號的飽和約束問題,提出了能滿足實際約束條件的控制器參數調節(jié)方法,以便于在工程實踐中應用�；谠O計的反應釜溫度控制系統(tǒng),對本文提出的模型辨識和控制方法進行實驗驗證。首先,利用升溫和降溫階躍實驗數據建立了升溫和降溫過程的傳遞函數模型,結果表明本文提出的辨識算法能夠有效辨識反應釜溫度響應特性,取得很好的擬合效果。隨后基于辨識得到的響應模型整定控制系統(tǒng),進行溫度控制實驗,通過與現有控制方法的比較,顯示了本文控制算法的有效性和優(yōu)越性,能夠實現對反應釜溫度的精確控制。
【關鍵詞】：夾套式反應釜 溫度控制 階躍響應辨識 內�？刂� LabVIEW
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ052;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-12
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 反應釜溫度控制技術的研究現狀9-10
• 1.3 本文主要研究內容10-11
• 1.4 本文組織結構11-12
• 2 反應釜溫度控制系統(tǒng)設計12-27
• 2.1 系統(tǒng)整體結構及功能實現12-13
• 2.2 系統(tǒng)主要部件及工作原理介紹13-18
• 2.2.1 溫度傳感器13-14
• 2.2.2 可編程邏輯控制器PLC14-15
• 2.2.3 變頻器15-16
• 2.2.4 加熱部件16-17
• 2.2.5 制冷部件17-18
• 2.3 下位機軟件設計18-20
• 2.3.1 功能概述18-19
• 2.3.2 主程序設計19-20
• 2.4 上位機軟件設計20-26
• 2.4.1 LabVIEW軟件介紹20
• 2.4.2 監(jiān)控界面設計20-22
• 2.4.3 主程序設計22-26
• 2.5 本章小結26-27
• 3 模型辨識和控制算法設計27-45
• 3.1 辨識建模27-36
• 3.1.1 階躍響應辨識算法的研究現狀27-28
• 3.1.2 頻域響應估計28-31
• 3.1.3 帶時滯參數的積分模型辨識31-33
• 3.1.4 仿真驗證33-36
• 3.2 二自由度閉環(huán)控制系統(tǒng)設計36-44
• 3.2.1 二自由度內�？刂扑惴�36-37
• 3.2.2 設定點跟蹤控制器設計37-38
• 3.2.3 抗擾控制器設計38-41
• 3.2.4 仿真驗證41-44
• 3.3 本章小結44-45
• 4 實驗結果和分析45-59
• 4.1 結晶反應釜系統(tǒng)的模型辨識45-47
• 4.1.1 系統(tǒng)描述45
• 4.1.2 升溫階躍實驗辨識45-46
• 4.1.3 降溫階躍實驗辨識46-47
• 4.2 升溫控制實驗47-53
• 4.3 降溫控制實驗53-58
• 4.4 本章小結58-59
• 結論59-60
• 參考文獻60-64
• 附錄A PLC及外圍電路端子排布64-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文和申請專利情況65-66
• 致謝66-67

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