連續(xù)攪拌反應(yīng)釜系統(tǒng)的非線性魯棒控制

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1、第59卷第2期化工學(xué)報Vol159No122008年2月JournalofChemicalIndustryandEngineering(China)February2008研究論文連續(xù)攪拌反應(yīng)釜系統(tǒng)的非線性魯棒控制1112劉松,李東海,薛亞麗,陳金莉(1清華大學(xué)熱能工程系熱科學(xué)與動力工程教育部重點實驗室,北京100084;2北京航空航天大學(xué)自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院,北京100083)摘要:基于非線性魯棒控制理論,針對一類單輸入單輸出連續(xù)攪拌反應(yīng)釜(CSTR)模型設(shè)計了具有高增益觀測器的非線性魯棒控制器(ONRC),并提出了一種簡單的控制器參數(shù)整定方法。與非線性魯棒控制

2、器(NRC)和滑模控制方法(SMC)的仿真結(jié)果比較表明,ONRC對系統(tǒng)不確定性和干擾具有更好的抑制作用,通過Monte2Carlo試驗檢驗顯示,ONRC在模型參數(shù)攝動時具有更好的性能魯棒性。關(guān)鍵詞:非線性;魯棒控制;連續(xù)攪拌反應(yīng)釜;高增益觀測器中圖分類號:TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:0438-1157(2008)02-0398-07Nonlinearrobustcontrolforcontinuousstirredtankreactorsystem1112LIUSong,LIDonghai,XUEYali,CHENJinli(1KeyLaboratoryforT

3、hermalScienceandPowerEngineeringofMinistryofEducation,DepartmentofThermalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:Thisarticleconsidersthedesignofnonlin

4、earrobustcontrollerwithhighgainobserver(ONRC)forsingle2input/single2outputsystemofcontinuousstirred2tankreactor(CSTR)basedonanonlinearrobusttheory1Tofacilitateitsimplementation,asimpleparametertuningmethodwassuggested1ThroughcomparisonofsimulationswithNRCandslidingmodelcontroller(SMC),i

5、twasfoundthattheproposedschemesONRCappearedtorestrainthesystemuncertaintiesanddisturbancesbetter1Monte2CarloexperimentsalsosuggestedthebetterrobustnessofONRC.Keywords:nonlinear;robustcontrol;CSTR;HGO在實際過程中,CSTR經(jīng)常受到外部和內(nèi)部因引言素的影響,如反應(yīng)物濃度變化、副反應(yīng)、溫度和汽連續(xù)攪拌反應(yīng)釜(CSTR)是化工、制藥等工液相位不均、外擾等,并且CSTR系統(tǒng)本身具有

6、[223]業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的生產(chǎn)工具,其操作狀況的強非線性,因此,這是一個非線性系統(tǒng)的魯棒好壞直接影響生產(chǎn)質(zhì)量和效率。反應(yīng)釜控制的任務(wù)控制問題。近年來,國內(nèi)外學(xué)者將眾多控制方法引就是在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下,通過優(yōu)化操作條件入到CSTR系統(tǒng)中,例如以預(yù)測模型、滾動優(yōu)化[1][425]和方式,改善產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)品數(shù)量。和反饋校正為主要部分的預(yù)測控制,張智煥等2007-02-06收到初稿,2007-06-11收到修改稿。Receiveddate:2007-02-06.聯(lián)系人及第一作者:劉松(1983—),男,碩士研究生。Correspondingauthor:LIUS

7、ong.E-mail:s2liu05@基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(50376029)。mails1tsinghua1edu1cnFoundationitem:supportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(50376029).?1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第2期劉松等:連續(xù)攪拌反應(yīng)釜系統(tǒng)的非線性魯棒控制·399·通過對非線性動態(tài)過程的