非線性、時變性、大時滯、大慣性等一類復(fù)雜控制系統(tǒng)的研究一直是控制學(xué)科的熱點和難點。對于以上一類復(fù)雜控制系統(tǒng),由于多數(shù)先進控制算法均以建立數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),存在對受控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)的依賴和未建模動態(tài)兩個問題。實際中由于生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)裝置的不確定性,使得先進控制的模型產(chǎn)生失配現(xiàn)象,系統(tǒng)運行效果不好。無模型自適應(yīng)控制(MFAC)算法不依賴于建模,僅利用I/O數(shù)據(jù)設(shè)計控制器,將MFAC應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng),是一項非常有意義的研究工作。本文以化工反應(yīng)過程中間歇式反應(yīng)釜為研究對象,將MFAC應(yīng)用在VCM聚合過程恒溫階段的釜溫控制上,控制其溫度在規(guī)定的范圍之內(nèi)。 VCM聚合過程其機理復(fù)雜,具有很強的非線性、時變性、大慣性,而且反應(yīng)釜具有較大熱容,是一個具有較大時滯的控制對象。本文綜合了前人在反應(yīng)動力學(xué)方面的研究成果,針對特定的反應(yīng)釜、工藝及產(chǎn)品,建立了傳熱模型,綜合得到聚合過程的數(shù)學(xué)模型,用來產(chǎn)生I/O數(shù)據(jù)。文中的所用到的模型僅用來產(chǎn)生輸入輸出數(shù)據(jù),而不參與控制器設(shè)計。本文的主要工作如下: 1、采用Matlab仿真,驗證了MFAC在復(fù)雜對象控制系統(tǒng)中的有效性。對比了緊格式線性化(TFL-MFAC)和偏格式線性化(PFL-MFAC)的控制效果,證明了在復(fù)雜系統(tǒng)中,偏格式線性化的控制效果較緊格式線性化的控制效果要好,并給出了相應(yīng)的解釋。 2、研究了串級MFAC,通過仿真對比了冷卻水溫有較大的擾動下的單回路MFAC和串級MFAC的控制效果,并給出了相應(yīng)的解釋。 3、結(jié)合前人研究的VCM聚合動力學(xué)模型,針對具體的工藝和反應(yīng)釜構(gòu)建了VCM聚合過程的傳熱模型,綜合得到聚合過程的數(shù)學(xué)模型,對工業(yè)生產(chǎn)中遇到的實際情況做出了模擬,對實際生產(chǎn)有指導(dǎo)意義。
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